Телескоп Хаббл наблюдал расширение пузыря сверхновой в туманности Вуаль

Туманность Вуаль (также называемая туманность Петля Лебедя или туманность Рыбачья Сеть) представляет собой облако нагретого и ионизированного газа и пыли в созвездии Лебедя, которое возникло после взрыва сверхновой. Источником сверхновой была звезда, в 20 раз массивнее Солнца, которая взорвалась в период между 10 000 и 20 000 лет назад.

Туманность имеет форму пузыря диаметром около 120 световых лет. Расстояние до ее центра составляет примерно 2600 световых лет. Вся туманность имеет ширину в шесть полных лун, если смотреть на небе.

Астрономы использовали космический телескоп Хаббл, чтобы рассмотреть очень маленький кусочек переднего края расширяющегося пузыря сверхновой, где взрывная волна сверхновой врезается в окружающий материал в космосе.

Снимки Хаббла, сделанные с 2001 по 2020 год, ясно демонстрируют, как фронт ударной волны остатка расширялся с течением времени, и они использовали четкие изображения для измерения его скорости.

Анализируя местоположение ударной волны, астрономы обнаружили, что за последние 20 лет она нисколько не замедлилась и движется в межзвездное пространство со скоростью почти миллион километров в час.

Хотя это кажется невероятно быстрым, на самом деле это медленная скорость по сравнению со скоростью ударной волны сверхновой. Исследователи смогли собрать «кино» из изображений Хаббла, чтобы рассмотреть крупным планом то, как разорванная звезда врезается в межзвездное пространство.

«Хаббл — единственный способ, с помощью которого мы можем с такой четкостью наблюдать за тем, что происходит на краю пузыря», — сказал Рави Санкрит, астроном из Научного института космического телескопа в Балтиморе.

«Изображения Хаббла впечатляют, если внимательно рассмотреть их. Они рассказывают нам о различиях в плотности, с которыми сталкиваются ударные волны сверхновых при их распространении в пространстве, и о турбулентности в регионах, находящихся за этими волнами».

При очень близком рассмотрении участка светящихся водородных нитей длиной почти в два световых года видно, что они выглядят как смятый лист, если смотреть сбоку.

«Вы видите рябь на листе, который виден с ребра, поэтому он выглядит как скрученные ленты света», — говорят ученые. «Эти колебания возникают, когда ударная волна сталкивается с более или менее плотным материалом в межзвездной среде». В замедленном фильме, снятом за почти два десятилетия, видно, как нити движутся на фоне звезд, но сохраняют свою форму.

«Когда мы направили Хаббл на Петлю Лебедя, мы знали, что это передний край ударного фронта, который мы хотели изучить. Когда мы получили исходное изображение и увидели эту невероятную, тонкую ленту света, что ж, это было бонусом. Мы не знали, что это приведет к разрешению такой структуры».

Астрономы объяснили, что ударная волна движется наружу от места взрыва, а затем начинает сталкиваться с межзвездной средой, разреженными областями газа и пыли в межзвездном пространстве.

Это переходная фаза расширения пузыря сверхновой, когда невидимый нейтральный водород нагревается до 1 миллиона градусов или более в результате прохождения ударной волны.

Затем газ начинает светиться, поскольку электроны переходят в состояния с более высокой энергией и испускают фотоны, возвращаясь в состояния с низкой энергией. Дальше за фронтом ударной волны ионизированные атомы кислорода начинают охлаждаться, излучая характерное свечение, показанное синим цветом.

Туманность Вуаль была открыта в 1784 году Уильямом Гершелем с помощью простого 18-дюймового телескопа-рефлектора. Он никогда не мог себе представить, что чуть более двух столетий спустя у нас будет телескоп, достаточно мощный, чтобы увеличить очень крошечный кусочек туманности и получить этот захватывающий вид.