Просто о сложном: планетарная туманность

Планетарная туманность — это светящаяся оболочка из газа и пыли, сброшенная звездой на завершающем этапе ее эволюции. Несмотря на название, к планетам эти космические объекты не имеют никакого отношения — термин возник из-за сферической формы этих объектов — при наблюдении в ранние телескопы они напоминали диски далеких планет.

Типы звезд и металличность

Астрономы классифицируют звезды по содержанию тяжелых элементов (в астрономии все элементы тяжелее водорода и гелия называют «металлами»):

Звезды I типа — богаты тяжелыми элементами, образовались из переработанного звездного материала;
Звезды II типа — содержат минимум металлов, принадлежат к старейшему поколению звезд.

Определение металличности туманностей остается сложной задачей — различные методы исследования часто дают противоречивые результаты. Ученые связывают эту проблему с присутствием холодных сгустков вещества, которые искажают измерения.

Как рождаются планетарные туманности

Планетарная туманность формируется, когда у звезды средней массы (подобной нашему Солнцу) заканчивается водородное топливо в ядре. Этот процесс развивается относительно быстро по астрономическим меркам — за десятки тысяч лет.

По мере истощения водорода ядро звезды сжимается и разогревается до температур, при которых начинается горение гелия. Внешние слои при этом расширяются и остывают, превращая звезду в красного гиганта. Гелиевое горение делает звезду крайне нестабильной — она начинает пульсировать и постепенно сбрасывать внешние оболочки в космическое пространство, формируя светящуюся туманность.

Структура и внешний вид

Планетарные туманности демонстрируют удивительное разнообразие форм и цветов:

Форма: от идеально сферических до сложных биполярных структур;
Цвета: варьируются от голубых до багровых оттенков в зависимости от химического состава газа и температуры центральной звезды;
Динамика: различают области быстрого и медленного звездного ветра, создающие сложную внутреннюю структуру.

В центре туманности остается белый карлик — сверхплотное и раскаленное ядро бывшей звезды, мощное ультрафиолетовое излучение которого ионизует окружающий газ, заставляя туманность светиться яркими красками.

Судьба звезд разной массы

Эволюция звезды зависит от ее первоначальной массы:

Маломассивные звезды горят медленно и живут миллиарды лет, завершая жизнь образованием планетарной туманности;
Массивные звезды быстро расходуют топливо и взрываются сверхновыми, минуя стадию планетарной туманности.

Примерно через пять миллиардов лет подобная судьба ожидает и наше Солнце — оно станет красным гигантом, после чего создаст собственную планетарную туманность, сбросив внешние оболочки в межзвездное пространство.