«Наша модель показывает, что эта огромная оболочка из газа и пыли имеет более сложное происхождение, чем это обычно предполагается», — сказал Томас Мадура, научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и член исследовательской группы. . «Впервые мы видим свидетельства того, что интенсивные взаимодействия между звездами в центральной двойной системе сыграли значительную роль в формировании туманности, которую мы видим сегодня».Эта Киля находится примерно в 7500 световых годах от нас в южном созвездии Киля и является одной из самых массивных двойных систем, которые астрономы могут подробно изучить.
Меньшая звезда примерно в 30 раз больше массы Солнца и может быть в миллион раз ярче. Основная звезда содержит около 90 солнечных масс и излучает в 5 миллионов раз больше солнечной энергии. Обеим звездам суждено закончить свою жизнь эффектными взрывами сверхновых.
Между 1838 и 1845 годами Eta Carinae претерпела период необычной изменчивости, во время которого она ненадолго затмила Канопус, обычно занимавшую вторую по яркости звезду. В рамках этого события, которое астрономы называют Великим извержением, в космос была выпущена газовая оболочка, содержащая по крайней мере в 10, а возможно, и в 40 раз больше массы Солнца.
Этот материал образует заполненное пылью облако с двумя лопастями, известное как туманность Гомункул, длина которого сейчас составляет около светового года и продолжает расширяться со скоростью более 1,3 миллиона миль в час (2,1 миллиона км / ч).Используя очень большой телескоп Европейской южной обсерватории и спектрограф X-Shooter в течение двух ночей в марте 2012 года, команда получила изображения длин волн в ближнем инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах вдоль 92 отдельных полос туманности, составив наиболее полную спектральную карту на сегодняшний день. Исследователи использовали информацию о пространстве и скорости, предоставленную этими данными, чтобы создать первую полностью трехмерную модель туманности Гомункул с высоким разрешением. Новая модель не содержит никаких предположений о симметрии облака, сделанных в предыдущих исследованиях.
Модель формы, которая сейчас публикуется в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества, была разработана с использованием только одной линии излучения ближнего инфракрасного света, излучаемого газообразным молекулярным водородом. Характерный 2,12-микронный свет слегка смещается по длине волны в зависимости от скорости и направления расширяющегося газа, что позволяет команде исследовать даже затененные пылью части гомункула, которые обращены в сторону от Земли.
«Нашим следующим шагом было обработать все это с помощью программного обеспечения для трехмерного моделирования, которое я разработал в сотрудничестве с Нико Конингом из Университета Калгари в Канаде. Программа называется просто« Форма », и она анализирует и моделирует трехмерные движения. и структура туманностей, которую можно напрямую сравнить с наблюдениями », — сказал ведущий исследователь Вольфганг Штеффен, астрофизик из кампуса Энсенада Национального автономного университета Мексики.Новая модель формы подтверждает несколько особенностей, выявленных в ходе предыдущих исследований, включая ярко выраженные отверстия, расположенные на концах каждого лепестка, и отсутствие какого-либо протяженного излучения молекулярного водорода из пылевой юбки, видимого в видимом свете вблизи центра туманности. Новые функции включают любопытные выступы в виде рук, выходящие из каждой доли рядом с пылезащитной юбкой; обширные глубокие траншеи, изгибающиеся вдоль каждой доли; и неправильные ямы на стороне, обращенной от Земли.
«Один из вопросов, на который мы собирались ответить в этом исследовании, заключается в том, содержит ли гомункул какой-либо отпечаток двойной природы звезды, поскольку предыдущие попытки объяснить его форму предполагали, что обе доли были более или менее идентичными и симметричными относительно своей длинной оси, "объяснил член группы Хосе Гро, астроном Женевского университета в Швейцарии. «Новые особенности убедительно свидетельствуют о том, что взаимодействие между звездами Эта Киля помогло сформировать Гомункула».Каждые 5,5 лет, когда их орбиты приближают их к ближайшему периастру, огромные и яркие звезды Eta Carinae разделяются лишь на среднее расстояние между Марсом и Солнцем.
Обе звезды обладают мощными газовыми потоками, называемыми звездными ветрами, которые постоянно взаимодействуют, но особенно сильно это происходит в периастре, когда более быстрый ветер от меньшей звезды прорезает туннель через более плотный ветер своего компаньона. Угол раскрытия этой полости точно соответствует длине канавок (130 градусов) и углу между выступами в виде рукавов (110 градусов), что указывает на то, что гомункул, вероятно, продолжает нести отпечаток от взаимодействия периастра во время Сильное извержение.
Разработав модель гомункула, исследователи сделали еще один шаг вперед. Они преобразовали его в формат, который можно использовать на трехмерных принтерах, и сделали файл доступным вместе с опубликованной статьей.«Теперь любой, у кого есть доступ к трехмерному принтеру, может создать свою собственную версию этого невероятного объекта», — сказал Годдард, астрофизик Теодор Гулл, который также является соавтором статьи. «В то время как трехмерные модели станут прекрасным инструментом визуализации для всех, кто интересуется астрономией, я считаю их особенно ценными для слепых, которые теперь смогут сравнивать рельефные астрономические изображения с научно точным представлением реальной вещи. "