A bolygó-ködök kiterjesztik a gázhéjakat, amelyeket élettartama végén a Napszerű csillagok dobnak ki. A napszerű csillagok életük nagy részét hidrogén héliumba égetésével töltik. Ezen hidrogén-fúziós szakasz végén ezek a csillagok átmérőjét körülbelül 100-szor növelik és „vörös óriás csillagokká” válnak. A vörös óriásfázis végén a csillag külső rétegei kiszivárognak. A kilépett gáz továbbra is kibomlik a fennmaradó központi csillagból, amely később „fehér törpévé” válik, amikor az összes atomfúzió leállt. A csillagászok úgy gondolják, hogy egy bolygó-köd akkor képződik, amikor a központi csillagból származó gyors csillagszél felkapja a korábban kifejtett lassabb szeleket, amikor a csillag a külső rétegek nagy részét kiengedte. A két szél határán egy ütés következik be, amely a bolygó-ködökre jellemző látható sűrű héjat eredményez. A gázházat izgatja és megvilágítja a forró központi csillag által kibocsátott fény. A központi csillagból származó fény körülbelül 10 000 évig képes megvilágítani a bolygó-ködöt.
A bolygós ködök megfigyelt alakjai nagyon rejtélyesek: többségük (körülbelül 80%) bipoláris vagy elliptikus, nem pedig gömbszimmetrikus. Ez a komplexitás gyönyörű és lenyűgöző képeket eredményezett a modern távcsövekkel. Az alábbi képek összehasonlítják a bolygó-ködöket a bipoláris (bal) és a gömb (jobb) formákkal.
Nem értik jól azt az okot, hogy miért a legtöbb bolygóbeli köd nem gömb alakú. Eddig számos hipotézist vizsgáltak meg. Az egyik azt sugallja, hogy a bolygó-köd furcsa alakjai valamiféle centrifugális hatásnak tudhatók be, amely a vörös óriások gyors forgásának eredménye. Egy másik elmélet az, hogy a csillagszél szimmetriáját befolyásolhatja egy társcsillag. A köd alakjait legfrissebb és meggyőzőbb elméletek azonban a mágneses tereket érintik.
A mágneses terek jelenléte szépen megmagyarázza a bolygó ködének bonyolult alakját, mivel a kilökő anyag csapdába esik a mágneses mező vonalai mentén. Ezt össze lehet hasonlítani a vastartókkal, amelyek csapdába esnek a rúdmágnes terepi vonalai mentén - ez egy klasszikus demonstráció a középiskolai fizika osztálytermében. Mivel a csillag felületén az erős mágneses mezők nyomást gyakorolnak a gázra, az anyag könnyebben elhagyhatja a csillagot a mágneses pólusokon, ahol a mágneses mező a legerősebb.
A mágneses terek létrehozásának módja a bolygó-köd közelében. A mágneses tereket csillagdinamó hozhatja létre a köd kilökésekor. A dinamó létezéséhez a csillag magjának gyorsabban kell forognia, mint a borítékon (mint ahogy ez a Nap esetében fordul elő). Az is lehetséges, hogy a mágneses mezők a csillagok evolúciójának korábbi szakaszaiból származó fosszilis emlékek. A legtöbb esetben a csillagokban levő anyag annyira elektromosan vezetőképes, hogy a mágneses mezők akár millió vagy milliárd évig életben maradhatnak. Mindkét mechanizmus, a kibocsátott anyagnak a környező csillagközi gázzal való kölcsönhatásával kombinálva képesek lennének a bolygó-köd alakítására.
A közelmúltig tisztán elméleti állítás volt az a gondolat, hogy a mágneses mezők fontos alkotóelemei a bolygó-köd kialakításának. 2002-ben találták az ilyen mágneses mezők jelenlétének első jeleit. A rádiós megfigyelések mágneses tereket tártak fel az óriáscsillagok körkörös borítékaiban. Ezek a körkörös borítékok valóban a bolygó-ködök elődei. Magukban a ködökben még nem figyeltek meg ilyen mágneses teret. A csillagászok úgy döntöttek, hogy a mágneses tereknek a bolygós ködökben való jelenlétéről való közvetlen megismerésére a középső csillagokra összpontosítanak, ahol a mágneses tereknek fenn kellett maradniuk.
Ez az első közvetlen bizonyíték megszerzésre került. Stefan Jordan és csapata először fedezte fel a mágneses tereket a bolygó ködének számos központi csillagában. A 8 m-es nagyon nagy távcső (VLT, Európai Déli Megfigyelő Intézet, Chile) FORS1 spektrográfiájával meghatározták a négy csillag által kibocsátott fény polarizációját. A spektrális vonalak polarizációs jelei lehetővé teszik a megfigyelt csillagok mágneses tereinek intenzitásának meghatározását. Mágneses tér jelenlétében az atomok jellegzetes módon változtatják meg energiájukat; Ezt a hatást Zeeman-effektusnak nevezik, és 1896-ban Pieter Zeeman fedezte fel Leidenben (Hollandia). Ha ezek az atomok elnyelik vagy bocsátanak ki fényt, akkor a fény polarizálódik. Ez lehetővé teszi a mágneses mező erősségének meghatározását a polarizáció erősségének mérésével. Ezek a polarizációs aláírások általában nagyon gyengék. Az ilyen mérésekhez nagyon jó minőségű adatokra van szükség, amelyeket csak 8 méteres osztályú távcsövekkel, például a VLT-vel lehet megszerezni.
A csapat megfigyelt a bolygó-ködök négy központi csillagát, és mindegyikben találtak mágneses tereket. Ezt a négy csillagot azért választották, mert a hozzájuk kapcsolódó bolygó ködük (NGC 1360, HBDS1, EGB 5 és Abell 36) mind nem gömb alakúak. Ezért ha helyes a mágneses mező hipotézise, amely magyarázza a bolygó-köd alakját, akkor ezeknek a csillagoknak erős mágneses mezővel kell rendelkezniük. Ezek az új eredmények azt mutatják, hogy valóban ez a helyzet: a detektált mágneses mezők erőssége 1000 és 3000 Gauss között mozog, azaz ez körülbelül a Nap globális mágneses mezőjének intenzitása ezerszorosa.
Ezek az új megfigyelések, amelyeket Stefan Jordan és kollégái publikáltak, alátámasztják azt a hipotézist, miszerint a mágneses mezők nagy szerepet játszanak a bolygó-köd kialakításában. A csapat most tervezi, hogy mágneses tereket keressen a gömbös bolygó ködének központi csillagában. Az ilyen csillagok gyengébb mágneses mezőjűeknek kell lenniük, mint az éppen észleltek. Ezek a jövőbeli megfigyelések lehetővé teszik a csillagászok számára, hogy jobban meghatározzák a mágneses mezők és a bolygó-köd furcsa alakjai közötti összefüggést.
Az elmúlt néhány évben a VLT-vel végzett polarimetrikus megfigyelések sokféle csillagtárgyban a késő evolúciós szakaszokban a mágneses terek felfedezéséhez vezettek. Amellett, hogy jobban megértjük ezeket a gyönyörű bolygó-köd formákat, ezeknek a mágneses mezőknek a felismerése lehetővé teszi a tudomány számára egy lépést előre a mágneses mezők és a csillagfizika közötti kapcsolat tisztázása felé.
Eredeti forrás: NASA Astrobiology Story
