土星はアイコンです。太陽系には他にこれと同じようなものはなく、それは子供たちでも認識しているものです。しかし、遠方から見ると惑星のように見え、環状の形状がはっきりしているため、天文学者が土星星雲と呼ぶ遠方の物体があります。
土星星雲は、形を除いて、惑星とは関係ありません。約5000光年離れているため、小さな裏庭の望遠鏡では、惑星に似ています。しかし、天文学者がその上で大きな望遠鏡を訓練するとき、幻想は崩壊します。
スペインのInstituto deAstrofísicade Canarias（IAC）の科学者たちは、土星星雲に関する最近の研究の一部でした。 「MUSEを使用した惑星状星雲NGC 7009の画像分光調査」と呼ばれる彼らの論文がAstronomy and Astrophysics誌に掲載されました。これは、ESOの超大型望遠鏡（VLT）のMUSE（Multi-Unit Spectral Explorer）積分フィールドスペクトログラフによる銀河系惑星状星雲の最初の詳細な研究です。この研究の筆頭著者は、VLTの本拠地であるヨーロッパ南天天文台（ESO）の研究者であるジェレミー・ウォルシュです。
土星星雲は惑星状星雲であり、この種の天体には残念な名前です。惑星状星雲は、惑星とは関係がなく、星とはすべて関係があります。惑星状星雲は実際には恒星の残骸です。星が燃料を使い果たして死んだ後、明るく輝く輝く死体が残ります。残っているのは、中央の白い矮星によって照らされた、さまざまな温度のガスの複雑な雲の構造です。
それらは、望遠鏡で最初に見られたときは惑星状星雲と呼ばれていました。それは、遠方では、私たち自身の太陽系の巨大ガスに似ているためです。残念ながら、それ以来、名前は固執し、天文学者を混乱させています。
土星星雲、または知られているNGC 7009は、世界で最も複雑な惑星状星雲の1つであり、その複雑さにより、天文学者や天体物理学者にとって興味深い研究対象となっています。なんでだろう？見てください。
この新しい研究は、VLT上のMUSE装置が銀河系の惑星状星雲の研究に使用された初めての例です。研究に関与した天文学者は、MUSEが土星星雲の予期しない複雑さを明らかにしたと言います。
星雲自体は、その寿命の終わりに赤い巨大な星によって放出されたガスと塵で構成されており、中心に残っている白い矮星によって照らされています。天文学者は、人生のさまざまな段階で空全体の他の星で行われるプロセス全体を見ることができるので、これを知っています。しかし、彼らが知らないのは、惑星状星雲の形成の歴史の詳細です。そして彼らは知らないことを好まない。
VLTのMUSE機器は、このような作業に最適です。
MUSEは、画像の各ピクセルの光の色または波長の関数として光の強度を感知する強力な機能を備えています。 1つの画像で、MUSEは空の小さなパッチの900,000スペクトルを取得できます。惑星状星雲のようなオブジェクトの画像を3次元でキャプチャでき、天文学者はこのすべての情報を使用して土星星雲の予期しない複雑さを明らかにしました。彼らが発見したのは、さまざまな原子やイオンに関連する一連の構造でした。
「この研究は、これらの構造が、密度の高低、温度の高さなど、星雲内の特性の実際の違いを表していることを明らかにしました」と、欧州南天文台（ESO）の研究者であり、調査。ウォルシュは、その含意の1つは、「惑星状星雲の形態学的な外観に基づく歴史的かつ簡単な研究は、ガス内の基本的な状態への重要なリンクを示しているようだ」と報告しています。
MUSE装置とVLTの力を使用して、研究の背後にあるチームは、この星雲内のガスが決して均一ではないことを示すデータを明らかにしました。彼らの論文は、4つの温度と3つの密度の星雲内のガスとダストのサブ形成をマッピングしています。
記事の2人目の著者であり、IACの研究者であるAna Monreal Iberoは、土星星雲における水素とヘリウムの存在と分布についてコメントしました。水素とヘリウムは宇宙で最も豊富な2つの元素であり、星雲におけるそれらの特性は、オブジェクトの形成とそれを作成した赤い巨人の死を理解するために重要です。
水素については、イベロ氏は次のように述べています。「星雲内のダストの存在は、水素の異なる輝線間の色の変化から推定することもできます。その期待される色は、原子論で決定できます。私たちのチームは、星雲内のダストの分布が均一ではないことを発見しましたが、内部のガスシェルの縁で低下を示しています。この結果は、最後の死の際の太陽型星のガラガラ、あるいは局所的なダストの形成と破壊の際のダストの放出に急激な変化があることを示唆しています。」
ヘリウムに関しては、現在の星雲理論では、惑星状星雲におけるその分布は均一であるはずであるとしています。これをテストするために、著者らはMUSEデータを使用して土星星雲のヘリウムをマッピングしました。彼らは、星雲の殻の形態に従う変化を見出した。 「これは、ヘリウムを決定する現在の方法に改善が必要であること、または存在量が均一であるという仮定を拒否する必要があることを意味します。」モンレアル・イベロは言います。
惑星状星雲は魅力的なオブジェクトです。彼らの、光り輝く幽霊のガスと塵のベールは、目にはたまりません。 MUSEが惑星状星雲の研究に使用されたのはこれが初めてであり、オブジェクトの美しさは少し魅惑的ですが、天文学者や天体物理学者を魅了するのは根底にある科学です。
論文の著者は、いくつかの点で限られた量の分析しか提示していないことを認めています。しかし、彼らの研究は、MUSE機器には潜在能力が満ちていることを示しています。彼らの論文の結論で彼らが言うように、「観測は、拡張された放出星雲の光学分光学的研究を進めるためのこの機器の大きな可能性を示しています。」
- IACプレスリリース：「土星星雲がその複雑さを明らかにする」
- ESOプレスリリース：「土星星雲の奇妙な構造」
- 研究論文：MUSEを使用した惑星状星雲NGC 7009の画像分光調査
- ウィキペディアのエントリ：土星星雲
- ESO Webページ：MUSE Multi Unit Spectroscopic Explorer
