Cat’s Eye Nebula sett i 3D

Forskere har laget den første datamaskingenererte tredimensjonale modellen av Cat’s Eye Nebula, som avslører et par symmetriske ringer som omkranser tåkens ytre skall. Ringenes symmetri antyder at de ble dannet av en pågående jet, og gir sterke bevis for en dobbeltstjerne i sentrum av tåken. Studien ble ledet av Ryan Clairmont, som nylig fullførte ungdomsskolen i USA, og er publisert i Månedlige meldinger fra Royal Astronomical Society.

En planetarisk tåke dannes når en døende solmassestjerne kaster ut sitt ytre lag av gass, og skaper en fargerik, skalllignende struktur som er særegen for disse objektene. Katteøyetåken, også kjent som NGC 6543, er en av de mest komplekse planetariske tåkene som er kjent. Den er litt over 3000 lysår unna Jorden, og kan sees i stjernebildet Draco. Cat’s Eye Nebula har også blitt avbildet av Hubble-romteleskopet i høy oppløsning, og avslører en intrikat struktur av knuter, sfæriske skjell og buelignende filamenter.

Tåkens mystiske struktur forvirret astrofysikere fordi den ikke kunne forklares med tidligere aksepterte teorier for dannelse av planetarisk tåke. Nyere forskning viste at forutgående jetfly var potensielle formingsmekanismer i komplekse planetariske tåker som NGC 6543, men manglet en detaljert modell.

Ryan Clairmont, en astronomi-entusiast, bestemte seg for å prøve å etablere den detaljerte 3D-strukturen til Cat’s Eye for å finne ut mer om den potensielle mekanismen som ga den dens intrikate form. For å gjøre dette søkte han hjelp fra Dr. Wolfgang Steffen fra The National Autonomous University of Mexico og Nico Koning fra University of Calgary, som utviklet SHAPE, 3D astrofysisk modelleringsprogramvare spesielt egnet for planetariske tåker.

For å rekonstruere tåkens tredimensjonale struktur brukte forskerne spektrale data fra San Pedro Martir National Observatory i Mexico. Disse gir detaljert informasjon om den indre bevegelsen til materiale i tåken. Sammen med disse dataene og bildene fra Hubble-romteleskopet, konstruerte Clairmont en ny 3D-modell, som slo fast at ringer av gass med høy tetthet ble pakket rundt det ytre skallet av Cat’s Eye. Overraskende nok er ringene nesten perfekt symmetriske til hverandre, noe som tyder på at de ble dannet av en stråle – en strøm av gass med høy tetthet som ble kastet ut i motsatte retninger fra tåkens sentrale stjerne.

Jetflyet viste presesjon, lik den vibrerende bevegelsen til en snurretopp. Mens strålen vinglet, eller gikk foran, skisserte den en sirkel og skapte ringene rundt katteøyet. Dataene indikerer imidlertid at ringene bare er delvise, noe som betyr at den forgående jetstrålen aldri fullførte en full 360-graders rotasjon, og at fremveksten av jetflyene bare var et kortvarig fenomen. Varigheten av utstrømninger er en viktig informasjon for teorien om planetariske tåker. Siden bare binære stjerner kan drive en forutgående jet i en planetarisk tåke, er teamets funn sterke bevis på at et system av denne typen eksisterer i sentrum av katteøyet.

Ettersom vinkelen og retningen til jetstrålen endret seg over tid, dannet den sannsynligvis alle funksjonene som ble sett i Cat’s Eye, inkludert jetfly og knuter. Ved hjelp av den tredimensjonale modellen kunne forskerne beregne tilt- og åpningsvinkelen til den forutgående strålen basert på orienteringen til ringene.

Ryan Clairmont, hovedforfatteren av avisen og nå en potensiell studenter ved Stanford University, sier “Da jeg først så Cat’s Eye Nebula, ble jeg forbløffet over dens vakre, perfekt symmetriske struktur. Jeg ble enda mer overrasket over at 3D-strukturen var ikke fullt ut forstått.”

Han legger til, “Det var veldig givende å kunne gjøre egen astrofysisk forskning som faktisk har en innvirkning på feltet. Forutgående jetfly i planetariske tåker er relativt sjeldne, så det er viktig å forstå hvordan de bidrar til utformingen av mer komplekse systemer som kattens øye. Til syvende og sist gir forståelsen av hvordan de dannes innsikt i den eventuelle skjebnen til vår sol, som selv en dag vil bli en planetarisk tåke.”

---

---