Liblika planetaarudu (NGC 6302) Skorpionis

Eelmisel nädalal kirjutasime James Webbi kosmoseteleskoobi jäädvustusest, millel oli näha Sõnni molekulaarpilves asuvat vastsündinud tähte hüüdnimega Liblika täht. Augusti lõpus tehti aga Hubble, Webbi ja ALMA raadioteleskoobivõrgustiku koostöös värske vaatlus planetaarudust* hüüdnimega Liblika udu. Kui Liblika täht alles süttib, siis Liblika udu on näide sellest, kuidas tähe surm võib olla sama ilus kui selle sünd.

Liblika või vahel ka Putuka planetaarudu (NGC 6302) asub meist umbes 3500 valgusaasta kaugusel Skorpioni tähtkujus ning selle läbimõõt on servast-serva kusagil 1,5 valgusaastat. Nagu planetaarudud ikka, on ka Liblika udu tekkinud sellest kui Päikese massiga võrreldav täht on elu lõpus paisunud punaseks hiiuks ning oma hõreda atmosfääri endast suurel kiirusel eemale puhunud. Planetaarudu keskele jääb kunagisest tähest alles vaid selle kuum ja tihe tuum, mida kutsutakse valgeks kääbuseks. Kergete elementide ühinemist raskemateks selles enam aset ei leia, mis tähendab, et valge kääbuse saatuseks on väga aeglaselt jahtuda millegiks, mida kutsutakse mustaks kääbuseks**. See protsess võtab ilmselt palju kordi kauem kui universumi senine vanus ning kõige jahedamate valgete kääbuste temperatuur on üks paljudest näitajatest, mida võetakse arvesse universumi vanuse hindamisel.

Liblika planetaarudu Hubble kosmoseteleskoobis nähtavas valguses. Suuremalt: https://esawebb.org/images/weic2517d/

Kosmilistes ajaskaalades vaid hetke (paarkümmend tuhat aastat) kestvad planetaarudud on ühed erinäolisemad objektid vaadeldavas unversumis, kuna nende kuju ja struktuur sõltub väga suurel määral sureva tähe massist, pöörlemisest ja sellest, kas see on üksik- või mitmiktäht ning kui lähedal need surevale tähele tiirlevad. Näiteks üksiku Päikese poolt umbes viie-kuue miljardi aasta pärast laiali puhutud planetaarudu saab ilmselt olema võrdlemisi sfääriline. Kaaslasi omavate surevate tähtede eemalduv materjal saab aga nende gravitatsiooni, magnetvälja ja tähetuule poolt rebitud ja lükatud erivatesse suundadesse, mis voolib nende lõpliku kuju tagantjärgi väga mõistatuslikkesse vormidesse. Tuntumad planetaarudud kannavad oma välimuse järgi fantaasiarikkaid hüüdnimeseid nagu Hantel, Sõrmus, Heeliks, Eskimo, Kassisilm, Ämblik, Krabi, Sidruniviil, Varuratas, Kõrvaklapid ja nii edasi.

Liblika planetaarudu Hubble kosmoseteleskoobis lähiinfrapunakiirguses. Suuremalt: https://esawebb.org/images/weic2517e/

Liblika udu on üks keerukamaid (ja ilusamaid) teadaolevaid planetaarudusid, mis võib olla esmapilgul seda välja ei näitagi. Selle tekitanud täht või õigemini tähejäänuk, mis on nähtavas valguses varjatud seda ümbritseva tolmurõnga (toroidi) poolt, on üks kuumimaid omasuguseid ulatudes temperatuurilt enam kui 220 tuhat kraadi Kelvinit. Arvatakse, et alguses ületas see Päikese massi mitmekordselt, kuid peale umbes 2200 aastat (meie jaoks) alanud purset väljapoole, on sellest alles jäänud umbes pool Päikese massi. James Webbi keskinfrapunas ja ALMA raadiospektris tehtud vaatlused näevad sõna otses mõttes tähte ümbritsevast ja selle materjali purset kahele poole laiali suunavast tolmusest kettast läbi. Seal näib tähte ümbritsevat väga keerukad ja kuumad plasma- ja gaasijoad. Tõenäoliselt ei ole Liblika loonud täht täiesti üksi, vaid selle ümber tiirleb veel vähemalt üks teine täht, mis materjali sellisele kujule loobib.

James Webbi kosmoseteleskoobi ja ALMA raadiovõrgustiku koostöös tehtud jäädvustus Liblika udu keskel asuvast ülikuumast tähejäänukist ja seda ümbritsevast keerukatest plasma- ja gaasifilamentidest. Suuremalt: https://esawebb.org/news/weic2517/

Webbi kosmoseteleskoop on lisaks Liblika udu pildistamisele analüüsinud ka selle koostist kasutades spektroskoopiaks kutsutud meetodit. Kusjuures teleskoop suudab teha teatud režiimis mõlemat samal ajal. Selle tulemusel on saadud teada, et tähte ümbritsev toroidi kujuline ketas koosneb ilmselt ränkristallilisest (nagu näiteks kvarts) tolmust. Ketta sees tuvastati võrdlemisi suurtes kogustes niklit ja rauda ning süsinikmolekule nimega polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH). Neid samu molekule kohtame kõikjal enda ümber ka Maal.

*termin planetaarudu võib algselt inimesi veidi segadusse ajada. Neil ei ole tegelikult mingit otsest seost planeetidega, vaid sajandite eest kui teleskoopidega avastati esimesed sellised udud, võrdlesid astronoomid nende kuju planeetidega. Seda põhjusel, et esimesed avastatud planetaarudud olid visuaalselt ümarad. Liblika udu on hea näide sellisest planetaarudust, mis ei ole mingist otsast ümar. Avastati see 1888. aastal ning alles 1907. aastal uuriti seda esmakordselt lähemalt USA astronoom Edward Emerson Barnardi poolt.

**mustad kääbused on teoreetilised täielikult jahtunud valged kääbused. Teoreetilised on nad sellel põhjusel, et osade arvutuste kohaselt kuluks neil univerusmi taustkiirguse temperatuurile jahtumiseks kusagil tuhat triljonit aastat. Seda on siis kusagil 100 tuhat korda kauem, kui universumi praegune vanus. Kui valged kääbused koosnevad peamiselt süsinikust ja hapnikust või hapnikust ja neoonist, siis jahtudes võivad need aeglaselt muutuda nikkel-56 isotoobiks, mis omakorda laguneb rauaks. Selle tulemusel võib nende tihendus kasvada niivõrd suureks, et need plahvatavad supernoovana. Selleks kulub aga veidi aega. Massiivsemate mustade kääbuste puhul võib see võtta 10ˇ1100 aastat, kergemate puhul 10ˇ32000 aastat.