Планетарная туманность представляет собой один из вариантов завершающей стадии развития звезд главной последовательности. Туманность Спирограф выделяется своим крайне быстрым нагревом звезды, которая ее создала.
Изучая данные оптической спектроскопии, астрономы провели анализ планетарной туманности, зарегистрированной в каталогах как IC 418, известной также как туманность Спирограф. Результаты исследования, опубликованные в журнале The Astrophysical Journal Letters, открывают новые горизонты в понимании необычной эволюции этой туманности.
Стадия быстрого расширения оболочки из газа и пыли, выброшенных звездой в процессе ее развития от звезды главной последовательности до красного гиганта или белого карлика, не совсем логично именуется планетарной туманностью (planetary nebula). Эти объекты сравнительно редки, но играют важную роль для астрономов, исследующих физико-химическую эволюцию звезд и галактик.
Спирограф — известная, компактная, слегка эллиптическая туманность с высокой поверхностной яркостью, находящаяся в созвездии Зайца, расположенная на расстоянии около 4400 световых лет от Земли. На момент наблюдения ее радиус составляет приблизительно 0,15 светового года, а масса фотодоминируемой области оценивается в 0,5M⊙. Центральной звездой этой туманности является HD 35914 — яркая звезда класса O со спектральным классом O7fp и эффективной температурой поверхности 37 000 K.
Предыдущие наблюдения туманности Спирограф установили, что ее возраст расширения составляет около 1200 лет, что делает ее одной из самых молодых планетарных туманностей, известных на сегодня. Новое исследование, проведенное астрономами Манчестерского университета, проясняет эволюционное состояние этой туманности.
Исследователи обнаружили, что интенсивность линий излучения кислорода возросла в 2,5 раза относительно линий излучения бета-водорода за 130 лет. Это явление связано с повышением температуры центральной звезды.
Нагрев HD 35914 за весь период, начиная с выхода звезды из асимптотической ветви гигантов на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, составлял примерно 20 000–30 000 К. Астрономы отметили, что столь высокая скорость нагрева может привести к заметным изменениям в ионизационной структуре фотоионизированной туманности в течение нескольких десятилетий.
В общем, собранные данные свидетельствуют о том, что Спирограф является углеродной планетарной туманностью, а ее центральная звезда произошла от углеродной звезды. Масса центральной звезды, по расчетам, составляет около 0,57M⊙ (немного больше первоначальных оценок), в то время как масса ее предшествующей звезды определяется в пределах 1,25–1,55M⊙.
В заключение, авторы исследования подчеркнули, что наше понимание эволюции звезд после выхода из асимптотической ветви гигантов нуждается в дальнейшем изучении.