Różne są gusta, różne zdania, różne punkty widzenia, zwłaszcza, jeśli chodzi o odległe obiekty takie jak galaktyki, czy mgławice. Spójrzmy na przykład na mgławicę Ślimak (lub Helisa, ang. Helix): wygląda na zdjęciach jak kolorowy obwarzanek. Płaskie zdjęcia nie pozwalały astronomom na przeanalizowanie jej trójwymiarowego kształtu. Jedyną interpretacją wizerunku Helisy było, że jest ona nieco wydłużoną, podobną do muszli ślimaka spiralą.

Ślimak jest najbliższą nam mgławicą planetarną, gazową otoczką wokół umierającej, podobnej Słońcu gwiazdy. Jako taki stanowi jeden z ulubionych celów amatorskich i profesjonalnych obserwacji astronomicznych. Zbierany przez lata materiał pozwolił naukowcom na udowodnienie, że Ślimak składa się z dwóch prostopadłych do siebie dysków.

Połączenie osiągnięć kilku obserwatoriów ujawniło stopień skomplikowania trójwymiarowej struktury mgławicy. Przestudiowane zostały zdjęcia pochodzące między innymi z Kosmicznego Teleskopu Hubble i obserwatorium Cerro Tololo w Chile. Wykorzystano też pomiary z naziemnych teleskopów radiowych i optycznych, które umożliwiły ustalenie prędkości i kierunku przemieszczania się resztek umierającej gwiazdy. Wnioski z analizy obu typów danych mają pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób gazowe pozostałości po wybuchu umierającej gwiazdy tworzą skomplikowane kształty mgławic planetarnych.

Mgławica Ślimak (Helisa, ang. Helix) nabiera trzeciego wymiaru.   W opaciu o dane obserwacyjne z różnych obserwatoriów (między innymi z Hubbla) astronomowie twierdzą, że najbliższa nam mgławica ma kształt dwóch koncentrycznych pierścieni, położonych pod pewnym kątem do siebie. Na rysunku wyszczególnione i opisane są poszczególne elementy składowe Ślimaka.

Najnowsze obserwacje wykazują, że nasz wcześniejszy model Helisy był zdecydowanie zbyt prosty,” powiedział O’Dell, astronom kierujący zespołem analizującym dane obserwacyjne. “Jeszcze rok temu wydawało nam się, że Helisa ma kształt wypełnionego na środku obwarzanka. Teraz jasne jest, że obwarzanek jest w centrum obiektu. Jest jeszcze dużo większy dysk, podobny do dużego, płaskiego pierścienia, który otacza wypełniony obwarzanek. Dysk ten jest niemal prostopadły do obwarzanka. Większy dysk jest jaśniejszy z jednej strony. Mgławica mknie przez Kosmos niczym motorówka przemykająca przez jezioro. Spotkanie z przeszkodą zwiększa ciśnienie gazu, sprawiając, że obszar narażony na zderzenia z międzygwiezdnym pyłem jest wyraźnie jaśniejszy. Nadal nie rozumiemy tylko, skąd wziął się taki właśnie kształt Helisy. Jeśli uda nam się ustalić, jak powstał ten kształt, będziemy w stanie powiedzieć coś nowego na temat ostatnich etapów życia gwiazdy.”

Peter McCullough, członek zespołu, podpowiadał jak wyobrazić sobie geometrię Ślimaka: “Trzeba wyobrazić sobie soczewkę w okularach przechyloną pod kątem do ich oprawki. W przypadku Helisy znalezienie dysku wepchniętego pod kątem w pierścień mogłoby być zaskakujące. A właśnie to okazało się wynikać z naszych badań.”

Jest jeszcze jedna niespodzianka. Przypuszczalnie umierająca gwiazda odrzuciła z zewnętrznej warstwy materiał na obydwa otaczające ją dyski. Jest to paradoksalnie bardziej prawdopodobne, niż to, że jeden z dysków istniał przed wybuchem gwiazdy. Każdy z dysków jest dwubiegunowy, a materiał jest wyrzucany wzdłuż osi północ-południe. O’Dell nie krył zaskoczenia: “Nie mieliśmy cienia przeczucia, że Helisa może mieć co najmniej dwie osie symetrii. Myśleliśmy, że tylko jedną. Uwzględniający dwie osie model pozwala nam na zrozumienie skomplikowanego wyglądu mgławicy.”

Animacja przedstawia artystyczną wizję Mgławicy Ślimak (Helisa), najbliższej nam mgławicy planetarnej. Trójwymiarowy obraz powstał w oparciu o wyniki badań struktury mgławicy.   Wnioski z analizy danych z kilku obserwatoriów pozwalają twierdzić, że mgławica ma kształt dwóch współśrodkowych dysków prostopadłych do siebie. Astronomowie nie są pewni przyczyny takiego właśnie wyglądu mgławicy.

Przy użyciu danych dotyczących Ślimaka astronomowie stworzyli trójwymiarowy model ukazujący oba dyski. Model potrzebny do pokazania szczegółów zadziwiającej konstrukcji mgławicy. Poza modelem zespół dokonał jeszcze złożenia w jedno zdjęcie obraz z wyspecjalizowanej kamery Hubbla i aparatu podłączonego do 4-metrowego teleskopu w Cerro Tololo. Helisa jest tak duża, że żeby ukazać ją w całości potrzebne były oba teleskopy. Hubble oglądał głównie centralny rejon mgławicy, drugi teleskop wykorzystany został do obserwacji rejonów zewnętrznych.

Mimo swoich dokonań, członkowie zespołu, nie są jeszcze do końca pewni, w jaki sposób powstały oba dyski i dlaczego są do siebie niemal prostopadłe. Według jednej z hipotez konająca gwiazda była składnikiem układu podwójnego. Obserwacje przy użyciu aparatury rentgenowskiej dostarczyły dowodów na istnienie gwiazdy towarzyszącej. Jeden z dysków może być prostopadły do osi obrotu kończącej swój żywot gwiazdy, a drugi może leżeć w płaszczyźnie orbity układu.

Inna hipoteza dopuszcza możliwość powstania dysków podczas dwóch osobnych odrzuceń masy przez umierającą gwiazdę. Wewnętrzny dysk uformował się około 6600 lat temu, zewnętrzny – 12000 lat temu. Dysk wewnętrzny rozszerza się odrobinę szybciej niż dysk zewnętrzny. Dlaczego gwiazda pozbywała się nadmiaru masy dwukrotnie, pozostawiając między jednym, a drugim wybuchem 6000 lat różnicy? Dotychczas tylko Mgławica Ślimak zna odpowiedź, powiadają astronomowie.

Podobna do słońca gwiazda, która dała początek Ślimakowi, wyrzeźbiła przepiękny obiekt do obserwacji. Czy Słońce umierając za 5 miliardów lat okaże się tak samo wspaniałym artystą? Zdaniem McCullogha “pojedyńcza gwiazda wytworzy wokół siebie chmurę świecącego gazu, ale nie należy się spodziewać równie skomplikowanych kształtów, co w przypadku Helisy.”

Autor

Agata Rożek

Jako astronomka obecnie pracuję na University of Kent w Wielkiej Brytanii. Przygodę z astronomią zaczęłam od nauki obsługi Uniwersałów na obozach Almukantaratu. Obecnie obserwuję planetoidy zbliżające się do Ziemi, przy pomocy teleskopów ESO i radaru Arecibo.