שבתאי הוא אייקון. אין כמו במערכת השמש, וזה אפילו ילדים מכירים. אבל יש אובייקט רחוק שאסטרונומים מכנים ערפילית שבתאי, מכיוון שמרחוק הוא דומה לכוכב הלכת, עם צורתו הטבעתית הבולטת.
ערפילית שבתאי אינה קשורה לכוכב הלכת, אלא בכושר. זה במרחק של כחמשת אלפי שנות אור, כך שבטלסקופ קטן בחצר האחורית הוא דומה לכוכב הלכת. אך כאשר אסטרונומים מאמנים עליו טלסקופים גדולים, האשליה מתפרקת.
מדענים במכון הספרדי Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) היו חלק ממחקר שנערך לאחרונה על ערפילית שבתאי. המאמר שנקרא "סקר ספקטרוסקופי הדמיה של הערפילית הפלנטרית NGC 7009 עם MUSE" פורסם בכתב העת Astronomy and Astrophysics. זהו המחקר המפורט הראשון של ערפילית פלנטרית גלקטית עם ה- MUSE (Multi Unit Unit Spectral Explorer) ספקטרוגרף שדה אינטגרלי בטלסקופ Very Large Telesope של ESO (VLT). המחבר הראשי של המחקר הוא ג'רמי וולש, חוקר המצפה האירופי הדרומי (ESO), בית ה- VLT.
ערפילית שבתאי היא ערפילית פלנטרית, שם מצער עבור סוג זה של אובייקט. לערפילית פלנטרית אין שום קשר לכוכבי לכת וכל מה שקשור לכוכבים. ערפילית פלנטרית היא למעשה שריד מהממים: גווייה בוהקת ומבריקה שנשארה אחרי שכוכב נגמר לו הדלק ומת. מה שנותר הוא מבנה מורכב של עננים בגזי טמפרטורה שונים, מוארים על ידי גמד לבן במרכז.
הם נקראו ערפילית פלנטרית כאשר הם נראו לראשונה דרך טלסקופים, מכיוון שמרחק הם נראים כמו ענקי הגז במערכת השמש שלנו. למרבה הצער, השם נתקע, ומבלבל את סקרן האסטרו מאז.
ערפילית שבתאי, או NGC 7009 כידוע, היא אחת הערפיליות הפלנטאריות המורכבות ביותר בחוץ, והמורכבות הזו הופכת אותה למושא מחקר מסקרן עבור אסטרונומים ואסטרופיסיקאים. למה זה לא יהיה? פשוט תסתכל על זה.
מחקר חדש זה הוא הפעם הראשונה שבה נעשה שימוש בכלי ה- MUSE ב- VLT לחקר ערפילית פלנטרית גלקטית. אסטרונומים המעורבים במחקר אומרים כי MUSE חשף מורכבות בלתי צפויה בערפילית שבתאי.
הערפילית עצמה מורכבת מגז ואבק המגורשים על ידי כוכב ענק אדום בסוף ימיו, מואר על ידי הגמד הלבן השמאלי במרכזו. אסטרונומים יודעים זאת מכיוון שהם יכולים לראות את כל התהליך המוצג בכוכבים אחרים ברחבי השמים בשלבים שונים של החיים. אבל מה שהם לא יודעים הוא הפרט בהיסטוריה של היווצרות ערפילית פלנטרית. והם לא אוהבים לא לדעת.
מכשיר MUSE ב- VLT אידיאלי לעבודה כמו זו.
ל- MUSE יכולת עוצמתית לחוש את עוצמת האור כפונקציה של צבעו, או אורך הגל, בכל אחד מהפיקסלים שבתמונות שלו. בתמונה יחידה, MUSE יכול להשיג 900,000 ספקטרום של טלאי שמיים זעירים. זה יכול לתפוס תמונות של עצמים כמו הערפילית הפלנטרית בשלושה ממדים, ואסטרונומים השתמשו בכל המידע הזה כדי לחשוף מורכבות בלתי צפויה בערפילית שבתאי. מה שהם מצאו היה סדרת מבנים, הקשורים לאטומים ויונים שונים.
"המחקר גילה כי מבנים אלה מייצגים הבדלים אמיתיים בתכונות בתוך הערפילית, כמו צפיפות גבוהה יותר ונמוכה, כמו גם טמפרטורות גבוהות ונמוכות יותר", מסביר ג'רמי וולש, חוקר במצפה הדרומי האירופי (ESO) והמחבר הראשון של לימוד. וולש מדווח כי אחת ההשלכות היא ש"מחקרים היסטוריים - ופשוטים יותר - המבוססים על המראה המורפולוגי של ערפיליות פלנטאריות, ככל הנראה מאותתים על קשרים חשובים לתנאים הבסיסיים בגז "
באמצעות הכוח של מכשיר MUSE ו- VLT, הצוות שעומד מאחורי המחקר חשף נתונים המראים כי הגז בתוך ערפילית זו אינו אחיד בשום פנים ואופן. הנייר שלהם ממפה תת-תצורות גז ואבק בתוך הערפילית של ארבע טמפרטורות ושלושה צפיפויות.
אנה מונריאל איברו, סופרת שנייה של המאמר והחוקרת ב- IAC, העירה על נוכחות והפצה של מימן והליום בערפילית שבתאי. מימן והליום הם שני היסודות השופעים ביותר ביקום, ותכונותיהם בערפילית הם מכריעים להבנת היווצרות האובייקט, ומותו של הענק האדום שיצר אותו.
באשר למימן, אמר איברו, "ניתן היה להסיק את נוכחות האבק בתוך ערפילית מהשינוי בצבע בין קווי פליטה שונים של מימן, שאת צבעם הצפוי ניתן לקבוע על ידי תיאוריה אטומית. הצוות שלנו מצא כי חלוקת האבק בערפילית אינה אחידה, אך מראה ירידה בשולי מעטפת הגז הפנימית. תוצאה זו מרמזת על שינויים חדים בפליטת האבק במהלך רעשני המוות האחרונים של הכוכב מסוג השמש או לחילופין על היווצרות אבק מקומית והרס. "
כשמדובר בהליום, תיאוריית הערפיליות הנוכחית אומרת שהתפוצה שלה בערפילית פלנטרית צריכה להיות אחידה. כדי לבדוק זאת, המחברים השתמשו בנתוני MUSE כדי למפות את הליום בערפילית שבתאי. הם מצאו וריאציות שבאו בעקבות מורפולוגיית הקליפה של הערפילית. "מכאן משתמע ששיטות קיימות לקביעת הליום זקוקות לשיפור, או שיש לדחות את ההנחה שהשפע אחיד." אומר מונריאל איברו.
ערפילית פלנטרית הם חפצים מרתקים. הרעלות, הזוהרות והרוחות הרפויות של גז ואבק בלתי ניתנות לעמוד בפני העין. זו הפעם הראשונה בה MUSE משמשת לחקר ערפילית פלנטרית, ואף על פי שיופיו של האובייקט מעט מהפנט, זהו המדע שביסוד מסקרן אסטרונומים ואסטרופיזיקאים.
כותבי העיתון מודים כי הם מציגים רק כמות מוגבלת של ניתוח מכמה בחינות. אך עבודתם מראה כי מכשיר MUSE מלא בפוטנציאל. כפי שהם אומרים בסיכום עבודתם, "התצפיות מדגימות את הפוטנציאל העצום של מכשיר זה לקידום מחקרים ספקטרוסקופיים אופטיים של ערפיליות פליטה מורחבות."
- הודעה לעיתונות של IAC: "ערפילית שבתאי חושפת את מורכבותה"
- הודעה לעיתונות של ESO: "המבנים המוזרים של ערפילית שבתאי"
- נייר מחקר: סקירה ספקטרוסקופית הדמיה של הערפילית הפלנטרית NGC 7009 עם MUSE
- כניסה לוויקיפדיה: ערפילית שבתאי
- דף אינטרנט של ESO: MUSE Multi Unit Spectroscopic Explorer
