瀕死の星が実際どのように見えるかを驚くほど詳細に観察

2023年8月21日、 NASAはジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が捉えた環状星雲の新たな画像を公開した 。環状星雲は、超新星で死んだ星の最後の残骸である惑星状星雲の驚くべき完璧な例です。

新しいテクノロジーで高解像度の画像をキャプチャできる機能を利用して、ジェームズ ウェッブ氏は、ハッブル望遠鏡で以前に観測された恒星を再訪して、新しい詳細を明らかにし、宇宙に関する新しい情報を学んできました。環状星雲の場合、ジェームズ・ウェッブの観察により新しい構造が明らかになりました。それはまた、馴染みのある宇宙の構造についての新たな疑問と可能性をもたらしました。

ESSENcE チーム (JWST 時代の Evolved StarS とその星雲) のメンバーは、James Webb の非常に強力なカメラと機器を利用して新しい画像を撮影しました。これらには、James Webb の Webb’s NIRCam (近赤外線カメラ) や MIRI (中赤外線機器) が含まれます。どちらの機器も、異なる波長の光を捉えることができます。肉眼では見えない構造物を見ることができます。追加の分析により、収集されたデータの波長に一致する色が追加されます。

星雲は一般に、塵とガスの巨大な雲であり、その大きさは光年単位です。最大の星雲は星が生まれる場所です。十分な量のガスと塵が集まり、核融合を起こすのに十分な大きさの天体を形成すると、星が誕生します。私たちはそれらを星型保育園と呼んでいます。惑星状星雲は、その一生の終わりに 超新星 爆発が起こった後、既存の星の表面と本体から激しく放出された塵とガスの雲です。

かつて星の本体を構成していたこれらのガスの雲は、その後、信じられないほどの速度で宇宙空間を推進します。死にゆく星がそれらを加熱し、太陽風に乗って運ばれます。これらの惑星状星雲には通常、星の中心で形成されたより重い元素が含まれています。これらにより、鮮やかな色と見事な構造が生まれます。

環状星雲は 地球 に非常に近いため、惑星状星雲の性質をさらに分析するのに最適な候補です。距離はわずか 2,200 光年で、銀河系で言えばほぼ通りの先にあります。実際、晴れた夜には北半球でも南半球でも見ることができます。必要なのは双眼鏡だけです。ジェームス ウェッブは、そのすぐ近くにあるため、そのあらゆる部分を鮮明に詳細に捉えることが容易になります。実際、リング星雲の画像は、ジェームズ・ウェッブの手術の最初の数週間に最初に撮影されたものの一つでした。ジェームズ ウェッブ望遠鏡は、2022 年 7 月 12 日にこれらの画像を撮影しました。

ハッブル望遠鏡によって捉えられた環状星雲の画像は印象的で、長年にわたって私たちの想像力をかき立ててきましたが、ジェームズ・ウェッブの技術は、科学者がこれまで唯一研究してきた星雲の中心にある星の生と死を観察できるようになりました。夢を見た。これまで、惑星状星雲は比較的単純な構造で、中央に星がある円形のガス雲にすぎないと考えられていました。これらの新しい画像は、研究者が予想していたよりもはるかに複雑であることを示しています。

画像から、約 10 個の同心円状のリングの存在が明らかになりました。それらはすべて、星雲のハロー内に規則的に配置され、中心星を囲んでいます。それらは非常に等間隔に配置されているため、科学者らは、各リングが最後のリングから約 280 年後に形成されたと計算することができました。これらのリングの存在は、リング星雲の中心にある星が実際にまだ周回している伴星を持っている可能性があることを示唆しています。この伴星（私たちの太陽から 冥王星 とほぼ同じくらい離れたところを周回している）は、主星から飛ばされるときに破片やガスの中を周回することになる。科学者たちは、これがリング状の構造を説明できるのではないかと考えています。

さらに、ジェームズ・ウェッブは、この星雲の名前の由来となった明るいリングが、実際には 20,000 を超える高密度の水素の個々のグループで構成されていることを確認できました。それぞれの質量は地球とほぼ同じです。ハッブル画像ではかろうじて検出できる程度だった星雲の端の鋭いスパイクが、今では明確に定義されています。また、科学者たちは、星雲自体の中に複雑な炭素分子の狭い帯を見つけたことにも驚きました。科学者たちは、超新星からの放出の中にこれらの分子が見つかるとは予想していませんでした。ここでのそれらの存在は、超新星がどのように起こるかについてさらなる疑問を引き起こします。

さて、この瀕死の星は次に何をするのでしょうか？これらはリング星雲の最初の画像にすぎません。しかし、研究者たちはすでにその詳細に驚かされていました。科学者たちは、これらの疑問のいくつかに答えるために、より詳細な画像を得るために将来戻ってくることを期待しています。そして、もしかしたら新たな発見があるかも知れません。