en En figur formad som en mänsklig skalle har återigen väckt astronomernas uppmärksamhet.Detta är PMR 1-nebulosan, allmänt känd som Dödskallenebulosan eller den "exponerade skallen", ett moln av gas och stoft som omger en döende stjärna, som har observerats med en aldrig tidigare skådad detaljnivå av Rymdteleskopet James Webb.
De nya observationerna, gjorda i Nära och mellaninfrarött med NIRCam- och MIRI-instrumentenDessa tekniker gör det möjligt för oss att penetrera de dammlager som tidigare skymde en del av strukturen. Resultatet är bilder som avslöjar en spöklik silhuett, med två mörka hålrum som påminner om ögonhålor och ett vertikalt band som delar molnet i två halvklot, vilket ger det ett utseende som mycket liknar en hjärna innesluten i en genomskinlig skalle.
PMR1-nebulosan hade redan upptäckts för mer än ett decennium sedan av Spitzer rymdteleskop, också från NASA, men kvaliteten på Webb-data har helt förändrat hur vi ser det. Den nuvarande resolutionen intensifierar dess "anatomiska" utseende., med mer definierade kanter och mycket mer markerade kontraster mellan de olika områdena av gas och stoft.
Utöver dess visuella inverkan, James Webb-bilderna förvandlar denna nebulosa till ett naturligt laboratorium till studera den sista fasen av stjärnor med medelviktvilket skulle kunna vara fallet med själva solen om miljarder år. De insamlade uppgifterna analyseras av forskargrupper runt om i världen, inklusive europeiska grupper som samordnas genom Europeiska rymdorganisationen (ESA), som deltar i uppdraget.
En struktur i två perfekt differentierade lager
Data som släppts av rymdorganisationer tyder på att PMR 1 har två huvudkomponenter Dessa återspeglar olika stadier i den centrala stjärnans utveckling. Å ena sidan finns det ett mer diffust och omfattande yttre hölje, som huvudsakligen består av väte som stöts ut under en tidig fas av massförlust. Å andra sidan finns det en mycket mer komplex inre region, med filament, gasknutar och stoftkoncentrationer som skapar oregelbundna former.
På bilderna som erhållits med NIRCam, det yttre höljet visas i mycket ljusa tonerUtsidan är nästan vitaktig, medan insidan antar orange nyanser som markerar de områden där varmare eller tätare material ackumuleras. Denna färgskillnad beror på hur gasen avger och sprider ljus i det nära-infraröda området.
Visionen om MIRI, instrumentet som är känsligt för mellaninfrarött ljus, framhäver framför allt kosmiskt stoft.I det här fallet är den yttre bubblan färgad med klara blå nyanser, medan det centrala området uppvisar elfenbensfärgade toner och mycket kompakta strukturer. Genom att jämföra de två våglängderna kan astronomer bättre skilja vilken del av nebulosan som domineras av joniserad gas och vilka områden som är fyllda med små fasta partiklar.
Enligt de inblandade vetenskapliga teamen, Samexistensen av dessa lager indikerar att stjärnan har genomgått successiva episoder av materialutstötning.De första utstötningarna skulle ha bildat det mest omfattande höljet, huvudsakligen av väte, medan senare faser skulle ha genererat det inre molnet, rikt på blandningar av olika gaser och stoft som omorganiseras under påverkan av stjärnvinden och strålningen.
Denna typ av konfiguration observeras i olika planetariska nebulosor studerade från Europa och andra kontinenter, men Den tydlighet med vilken den syns i Dödskallenebulosan gör PMR 1 till ett riktmärke. att jämföra teoretiska modeller för hur stjärnor förlorar massa i slutet av sina liv.
Det mörka bandet och möjliga strålar av stjärnmaterial
En av de detaljer som har förvånat forskarna mest är mörkt band som löper vertikalt genom nebulosans centrumDenna linje separerar visuellt strukturen i två nästan symmetriska halvklot, vilket förstärker känslan av att titta på en hjärna uppdelad i två lober inuti en öppen skalle.
Enligt officiell information som släppts av NASA och ESA, Den här remsan kan relateras till ett avsnitt av våldsamt utkastande av material från den centrala stjärnan. I många terminalsystem har man observerat dubbla jetstrålar som kommer i motsatta riktningar, formar den omgivande gasen och skapar mörka kanaler som sträcker sig genom hela nebulosan.
Överst på bilden tagen med MIRI syns gasen inuti utsläpp till utsidan som om det vore ett flöde som passerar genom det yttre lagretExperter menar att vi kan se ett fryst ögonblick av en mycket dynamisk process, där strålen har öppnat en glipa i det omgivande materialet, vilket ger upphov till den typen av vertikalt "ärr".
Det är också möjligt att det tätare, kallare stoftet som koncentreras i bandet bidrar till blockera en del av den infraröda strålningenvilket accentuerar kontrasten med angränsande områden. Kombinationen av flödesgeometri, materialdensitet och orientering i förhållande till siktlinjen från jorden komplicerar tolkningen, så detaljerade analyser av ljusstyrka, färg och spektra utförs för att reda ut exakt vad som händer i den regionen.
I vilket fall som helst förstärker detta bands närvaro idén att PMR 1 är inte en statisk nebulosamen resultatet av en uppsättning processer som fortfarande pågår, där faser av gasutdrivning, strukturbildning och materialomorganisation alternerar allt eftersom stjärnan förbrukar sina sista bränslereserver.
En döende stjärna med ett osäkert öde
PMR 1-nebulosan bildades när Den centrala stjärnan började få slut på kärnbränsle i sin kärnaI den här typen av stjärna leder förlusten av stabilitet till att de yttre lagren stöts ut, vilka kastas ut i rymden under relativt korta perioder jämfört med stjärnans totala livslängd.
I den nuvarande fasen befinner sig stjärnan redan i ett mycket avancerat skede av sin utveckling. Den är omgiven av det moln av gas och stoft som den själv har stötit ut...medan dess kärna komprimeras och upphettas. Detta objekts framtid kommer till stor del att bero på dess massa, en parameter som ännu inte har fastställts med tillräcklig precision för att avgöra debatten.
Om stjärnan har en tillräckligt hög massa, Teoretiska modeller beaktar möjligheten att hans liv kommer att sluta i en supernovaexplosionI det scenariot skulle en del av nebulosans material kunna omorganiseras eller svepas bort av utbrottet, och stjärnans rest skulle kunna bli en neutronstjärna eller ett ännu mer kompakt objekt.
Om massan å andra sidan är mer blygsam, inom ett intervall som liknar solens, Troligtvis kommer stjärnan helt enkelt att fortsätta förlora lager tills den reduceras till en vit dvärg.Den täta kärnan, ungefär lika stor som jorden, skulle långsamt svalna under miljarder år, medan nebulosan gradvis försvinner ut i det interstellära mediet.
Data som samlats in av James Webb-rymdteleskopet, tillsammans med kompletterande observationer från markbaserade teleskop i Europa och på andra håll, bör bidra till att förfina uppskattningar av massa och temperatur av den centrala stjärnan. Denna information kommer att vara avgörande för att förstå systemets livscykel och den roll PMR1 kommer att spela i det framtida landskapet i sin region av galaxen.
Infrarött, pareidolia och vetenskapen bakom det kosmiska "ansiktet"
En av anledningarna till att dessa bilder lockar så mycket uppmärksamhet är det psykologiska fenomenet... pareidoliaVåra hjärnor tenderar att känna igen välbekanta mönster – ansikten, silhuetter, vardagliga föremål – i slumpmässiga former. I Dödskallenebulosan, De mörka håligheterna, den centrala remsan och det yttre höljet kombineras för att starkt framkalla ett mänskligt ansikte eller en mänsklig hjärna..
NASA och andra myndigheter har redan spridit denna information tidigare. Fotografier av nebulosor som liknar fjärilar, händer, djurfigurer eller till och med fotspårAlla dessa fenomen är resultatet av samma tendens att projicera bekanta bilder på gas- och stoftstrukturer. I det här fallet har smeknamnet "Exposed Skull" fått fäste på grund av den slående likheten, men astronomer insisterar på att det vi ser är en naturlig process i samband med slutet av en stjärnas liv.
Bakom den slående estetiken ligger ett enormt vetenskapligt värde. Det infraröda området som utforskades av James Webb möjliggör studier av områden som synligt ljus inte kan nå.Eftersom damm blockerar en del av det optiska spektrumet men låter mycket av det infraröda spektrumet passera igenom, blir det möjligt att analysera hur kemiska element är fördelade, hur gasen kyls ner och vilken roll dessa nebulosor spelar i återvinningen av materia inom galaxen.
Ur ett europeiskt perspektiv är deltagandet av Europeiska rymdorganisationen i utvecklingen och driften av Webb Det garanterar privilegierad tillgång till data för forskargrupper över hela kontinenten. Centra i Spanien och andra EU-länder utnyttjar den här typen av observationer för att studera fysiken hos joniserad gas, stoftbildning och dynamiken i stjärnutstötningar i evolutionens slutskeden.
Långt ifrån att bara vara en iögonfallande bild för sociala medier, Dödskallenebulosan har blivit en viktig fallstudie Att förstå hur solliknande stjärnor återför material till rymden. Denna anrikade gas, som senare blandas med andra interstellära moln, kan så småningom bilda nya generationer av stjärnor och planeter och därmed avsluta den kosmiska cykeln av stjärnors födelse och död.
Bilden av PMR 1 som tagits med James Webb-rymdteleskopet sammanfattar i en enda scen flera av de viktigaste teman inom modern astrofysik: stjärnornas död, nebulosornas komplexa arkitektur och återvinningen av materia i galaxenUnder synen av en oroande skalle som svävar i mörkret observeras faktiskt ett övergående stadium extremt rikt på fysiska fenomen, vars studier kommer att fortsätta att ge ledtrådar i åratal om ödet för stjärnor som vår egen.
