Güneşimiz gibi düşük ila orta ağırlıktaki yıldızlar yaşam döngülerinin sonuna yaklaştıklarında, sonunda dış katmanlarını dökerek yoğun, beyaz bir cüce yıldızın ardında kalırlar. Bu dış katmanlar, gezegenimsi bir bulutsu olarak bilinen parlak renkler ve karmaşık desenlerle karakterize edilen büyük bir toz ve gaz bulutu haline geldi. Bir gün Güneşimiz, ışık yıllarından görülebilecek bir bulutsuya dönüşecek.
Ölmekte olan bir yıldızın büyük bir toz bulutuna yol açtığı bu sürecin, çektiği birçok görüntü sayesinde zaten inanılmaz derecede güzel ve ilham verici olduğu biliniyordu. Hubble. Ancak, ünlü Ant Nebula'yı Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ile görüntüledikten sonra Herschel Uzay Gözlemevi, bir gökbilimciler ekibi, bulutsunun merkezinde çift yıldız sistemi olduğunu gösteren alışılmadık bir lazer emisyonu keşfetti.
“Herschel Gezegenimsi Bulutsu Araştırması (HerPlaNS): Mz 3 “'de hidrojen rekombinasyon lazer çizgileri, son zamanlarda Kraliyet Astronomi Derneği Aylık Bildirimleri. Çalışma, São Paulo Üniversitesi ve Leiden Gözlemevi'nden Isabel Aleman tarafından yönetildi ve Herschel Bilim Merkezi, Smithsonian Astrofizik Gözlemevi, Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü ve çok sayıda üniversitenin üyelerini içeriyordu.
Karınca Bulutsusu (diğer adıyla Mz 3), Norma takımyıldızında bulunan genç bir bipolar gezegenimsi bulutsudur ve adını bir karıncanın başına ve vücuduna benzeyen ikiz gaz ve tozlardan alır. Geçmişte, bu bulutsunun güzel ve karmaşık doğası NASA / ESA tarafından görüntüleniyordu Hubble uzay teleskobu. Herschel tarafından elde edilen yeni veriler ayrıca Karınca Bulutsusu'nun çekirdeğindeki yoğun lazer emisyonlarını yaydığını göstermektedir.
Uzayda, kızılötesi lazer emisyonları çok farklı dalga boylarında ve sadece belirli koşullar altında tespit edilir ve bu uzay lazerlerinden sadece birkaçı bilinmektedir. İlginç bir şekilde, 1920'de ilk olarak Karınca Bulutsusu'nu (bu yüzden neden resmen Menzel 3 olarak bilinir) izleyen ve sınıflandıran astronom Donald Menzel'di - bulutsularda lazerlerin ortaya çıkabileceğini ilk önerenlerden biri.
Menzel'e göre, belirli koşullar altında doğal “uyarılmış radyasyon emisyonları ile ışık amplifikasyonu” (yani lazer terimini aldığımız yer) uzayda meydana gelecektir. Bu, UNESCO’nun Uluslararası Işık Günü olarak bilinen, 16 Mayıs'ta her yıl kutlanan bir durum olan laboratuvarlarda lazerlerin keşfinden çok önce oldu. Bu nedenle, bu makalenin lazerin ve keşfinin Theodore Maiman'ın gelişimini kutlayan 16 Mayıs'ta da yayınlanması son derece uygundu.
Bir makalenin baş yazarı Isabel Aleman'ın sonuçları açıkladığı gibi:
“Menzel 3'ü gözlemlediğimizde, iyonize gazdan yapılmış inanılmaz derecede karmaşık bir yapı görüyoruz, ancak merkezinde bu modeli üreten nesneyi göremiyoruz. Herschel gözlemevinin hassasiyeti ve geniş dalga boyu aralığı sayesinde, bulutsunun yapısını ve fiziksel koşullarını ortaya çıkarmanın bir yolunu sağlayan hidrojen rekombinasyon hattı lazer emisyonu adı verilen çok nadir bir emisyon türü tespit ettik. ”
“Bu emisyon daha önce sadece birkaç nesnede tanımlanmıştı ve Menzel'in keşfettiği gezegenimsi bulutsulardan birinde önerdiği emisyon türünü tespit etmemiz mutlu bir tesadüf” dedi.
Gözlemledikleri lazer emisyonunun yıldıza yakın çok yoğun bir gaza ihtiyacı var. Herschel gözlemevinden gözlemler ile gezegenimsi bulutsu modellerini karşılaştırarak, ekip lazerleri yayan gazın yoğunluğunun tipik gezegenimsi bulutsularda ve Ant Nebula'nın loblarında görülen gazdan yaklaşık on bin kat daha yoğun olduğunu keşfetti.
Normalde, ölü yıldıza yakın bölge - bu durumda kabaca Satürn ve Güneş arasındaki mesafe - oldukça boştur, çünkü yıldız süpernovaya gittikten sonra malzemesi dışarıya atılır. Kalan herhangi bir gaz kısa süre sonra geri düşecektir. Ancak Jodrell Astrofizik Banka Merkezi'nden Profesör Albert Zijlstra ve çalışmadaki ortak yazar olarak şunları söyledi:
“Bu kadar yoğun gazı yıldıza yakın tutmanın tek yolu, diskin etrafında yörüngede dolaşmasıdır. Bu bulutsuda, aslında tam olarak yaklaşık kenarda görülen yoğun bir disk gözlemledik. Bu yönlendirme lazer sinyalinin yükseltilmesine yardımcı olur. Disk ikili bir yol arkadaşı olduğunu ileri sürüyor, çünkü bir yoldaş yıldız doğru yönde saptırmadığı sürece dışarı atılan gazın yörüngeye girmesi zor. Lazer bize gezegen yıldızının derinliklerinde, ölmekte olan yıldızın etrafındaki diski incelemek için eşsiz bir yol sunuyor. ”
Gökbilimciler henüz beklenen ikinci yıldızı görmemiş olsalar da, gelecekteki anketlerin onu bulabileceğini ve böylece Karınca Bulutsusu'nun gizemli lazerlerinin kökenini ortaya çıkarabileceğini ümit ediyorlar. Böylece, aynı gökbilimci tarafından bir asır önce yapılmış iki keşfi (yani gezegenimsi bulutsu ve lazer) bağlayabilecekler. ESA’nın Herschel projesi bilim adamı Göran Pilbratt'ın eklediği gibi:
“Bu çalışma, bugün gördüğümüz gibi farklı Karınca Bulutsusu'nun, bir yıldızın yaşamının bu son aşamalarındaki şekli, kimyasal özellikleri ve evrimi etkileyen karmaşık bir yıldız sistemi tarafından yaratıldığını gösteriyor. Herschel, Karınca Bulutsusu'ndaki bu olağanüstü lazeri tespit etmek için mükemmel gözlem yetenekleri sundu. Bulgular, bu fenomenin meydana geldiği koşulları kısıtlamaya yardımcı olacak ve yıldız evrim modellerimizi geliştirmemize yardımcı olacaktır. Herschel misyonunun neredeyse bir asır önce Menzel’in iki keşfini birbirine bağlayabildiği de mutlu bir sonuçtur. ”
Gezegenimsi bulutsu ve yıldızların yaşam döngüleri hakkında bize daha fazla bilgi verebilecek yeni nesil uzay teleskopları arasında James Webb Uzay Teleskopu (JWST). Bu teleskop 2020'de uzaya girdiğinde, gaz ve toz tarafından gizlenmiş nesneleri görmek için gelişmiş kızılötesi özelliklerini kullanacaktır. Bu çalışmalar, bulutsunun iç yapıları hakkında çok şey ortaya çıkarabilir ve belki de neden periyodik olarak “uzay lazerlerini” vurduklarına ışık tutabilir.
