Amikor az alacsony és közepes súlyú csillagok, mint például a Nap, életciklusuk végére közelednek, végül elhagyják a külső rétegeiket, sűrű, fehér törpe csillagot hagynak hátra. Ezek a külső rétegek egy hatalmas por- és gázfelhővé váltak, amelyet élénk színek és bonyolult minták jellemeznek, és ezt bolygós ködnek hívják. Egy nap a Napunk ilyen ködré válik, amelyet fényévtől eltekintve lehet megtekinteni.
Ez a folyamat, amikor egy haldokló csillag hatalmas porfelhőt eredményez, már ismert, hogy hihetetlenül szép és inspiráló, sok Hubble. Miután megtekintettük a híres hangya ködöt az Európai Űrügynökségnél (ESA) Herschel Űrmegfigyelőközpont, csillagászok egy csoportja szokatlan lézerkibocsátást fedezett fel, amely arra utal, hogy a köd közepén kettős csillagrendszer található.
A tanulmány „Herschel Planetáris köd felmérés (HerPlaNS): hidrogén rekombinációs lézervonalak Mz 3-ban ”, nemrégiben megjelent a A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései. A tanulmányt Isabel Aleman, a São Paulo Egyetem és a Leideni Megfigyelő Intézet vezette, és a Herschel Tudományos Központ, a Smithsonian Asztrofizikai Megfigyelő Intézet, a Csillagászati és Asztrofizikai Intézet, valamint a több egyetem tagjai is részt vettek.
Az Ant-köd (más néven Mz 3) egy fiatal bipoláris bolygó-köd, amely a Norma csillagképben található, és nevét a hangya fejére és testére emlékeztető gáz- és por iker lebenyéből kapta. A múltban ezt a köd gyönyörű és bonyolult természetét a NASA / ESA ábrázolta Hubble űrtávcső. A Herschel által beszerzett új adatok azt is jelzik, hogy az Ant-köd a magjából intenzív lézer-sugárzást sugároz.
Az űrben az infravörös lézerkibocsátást nagyon különböző hullámhosszon és csak bizonyos körülmények között detektálják, és ezek közül csak néhány ismert. Érdekes módon Donald Menzel csillagász - aki 1920-ban először megfigyelte és osztályozta az Ant-ködöt (tehát miért hivatalos néven Menzel 3 néven ismert) - volt az első, aki azt sugallta, hogy lézerek fordulhatnak elő a ködben.
Menzel szerint bizonyos körülmények között az űrben előfordulhat a természetes „fényerősítés az stimulált sugárzás által” (más néven: ahonnan a lézer kifejezést kapjuk). Ez jóval azelőtt, hogy a laboratóriumokban felfedezték a lézereket, ezt az alkalmat ünneplik évente, május 16-án, az UNESCO világosságának napjaként. Mint ilyen, rendkívül helyénvaló volt, hogy ezt a tanulmányt május 16-án tegyék közzé, a lézer fejlesztésének és felfedezőjének, Theodore Maimannak a fejlődését ünnepli.
Mint Isabel Aleman, a cikk vezető szerzője az eredményeket írta le:
„A Menzel 3 megfigyelésekor egy hihetetlenül bonyolult szerkezetet látunk ionizált gázból, de nem láthatjuk a központjában lévő tárgyat, amely ezt a mintát hozza létre. A Herschel obszervatórium érzékenységének és széles hullámhossz-tartományának köszönhetően egy nagyon ritka sugárzást detektáltunk, az úgynevezett hidrogén-rekombinációs vonal lézeres emissziót, amely lehetővé tette a köd szerkezetének és fizikai állapotának felfedését. "
"Az ilyen kibocsátást csak néhány objektumban fedezték fel korábban, és boldog véletlen egybeesés, hogy Menzel által javasolt sugárzást észleltünk az egyik felfedezett bolygó-ködben" - tette hozzá.
Az általuk megfigyelt lézersugárzásnak nagyon sűrű gázra van szüksége a csillag közelében. A Herschel-obszervatórium megfigyeléseit a bolygó-köd modelleivel összehasonlítva a csoport megállapította, hogy a lézereket kibocsátó gáz sűrűsége körülbelül tízezer alkalommal sűrűbb, mint a tipikus bolygó-ködökben és az Ant-köd lebenyében.
Általában a halott csillaghoz közeli régió - ebben az esetben nagyjából a Saturn és a Nap közötti távolság - elégtelen, mert anyagát kifelé dobták ki, miután a csillag szupernóvává vált. Bármilyen késő gáz hamarosan visszaesne rá. Mint azonban Albert Zijlstra professzor, a Jodrell Bank asztrofizikai központja és a tanulmány társszerzője, ezt mondta:
„Az ilyen sűrű gázt a csillaghoz közel tartva csak az lehet, ha egy lemezben kering körül. Ebben a ködben valóban egy sűrű korongot figyeltünk meg a közepén, amelyet megközelítőleg a széle felé látunk. Ez az orientáció hozzájárul a lézerjelerősítéshez. A lemez arra utal, hogy van egy bináris társ, mert nehéz eljuttatni a kibocsátott gázt a pályára, kivéve, ha egy társ csillag a helyes irányba tolja el. A lézer egyedülálló módon tesztelheti a lemezt a haldokló csillag körül, a bolygó ködének mélyén. "
Miközben a csillagászok még nem látták a várható második csillagot, reméljük, hogy a jövőbeli felmérések képesek lesznek megtalálni azt, ezáltal feltárva az Ant-köd rejtélyes lézereinek eredetét. Ennek során képesek lesznek összekapcsolni két felfedezést (azaz bolygó-köd és lézer), amelyeket ugyanaz a csillagász végezött egy évszázaddal ezelőtt. Mint Göran Pilbratt, az ESA Herschel projekttudósa hozzátette:
„Ez a tanulmány azt sugallja, hogy a megkülönböztető hangyav ködöt, ahogyan azt ma látjuk, egy bináris csillagrendszer komplex jellege hozta létre, amely befolyásolja az alakját, kémiai tulajdonságait és fejlődését a csillag életének ezen utolsó szakaszában. Herschel felajánlotta a tökéletes megfigyelési képességeket ennek a rendkívüli lézernek az Ant-ködön történő észlelésére. Az eredmények segítenek korlátozni azokat a körülményeket, amelyek között ez a jelenség előfordul, és segítenek nekünk a csillagok evolúciójának modelljeinek finomításában. Örömteli következtetés az is, hogy a Herschel misszió képes volt összekapcsolni Menzel két felfedezését majdnem egy évszázaddal ezelőtt. ”
A következő generációs űrteleszkópok, amelyek többet tudnak mondani nekünk a bolygó-ködről és a csillagok életciklusairól, tartalmazzák a James Webb Űrtávcső (JWST). Amint ez a távcső 2020-ban eljut az űrbe, fejlett infravörös képességeivel látja el azokat a tárgyakat, amelyeket egyébként elfednek a gáz és a por. Ezek a tanulmányok sokat felfedhetnek a köd belső felépítéséről, és talán rávilágítanak arra, hogy miért periodikusan lőnek ki az „űr lézerek”.
