Hình ảnh của tinh vân hành tinh Abell 30, (a.k.a. A30), cho thấy một trong những quan điểm rõ ràng nhất từng có về một giai đoạn tiến hóa đặc biệt cho các vật thể này.
Một tinh vân hành tinh - được gọi là vì nó trông giống như một hành tinh khi nhìn bằng kính viễn vọng nhỏ - được hình thành trong giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa của một ngôi sao giống như mặt trời.
Sau khi tạo ra năng lượng đều đặn trong vài tỷ năm qua phản ứng tổng hợp hạt nhân của hydro thành helium ở vùng trung tâm của nó, ngôi sao này trải qua một loạt các cuộc khủng hoảng năng lượng liên quan đến sự cạn kiệt hydro và sự co lại sau đó của lõi. Những khủng hoảng này lên đến đỉnh điểm khi ngôi sao mở rộng gấp trăm lần để trở thành người khổng lồ đỏ.
Hình ảnh tổng hợp này cho thấy một tinh vân hành tinh, Abell 30, nằm cách Trái đất khoảng 5500 năm ánh sáng. Tín dụng hình ảnh: NASA / CXC / IAA-CSIC / M.Guerrero et al
Cuối cùng, phong bì ngoài của người khổng lồ màu đỏ được đẩy ra và di chuyển ra khỏi ngôi sao với tốc độ tương đối nghiêm trang dưới 100.000 dặm một giờ. Khi đó ngôi sao được chuyển đổi từ một mát khổng lồ thành một sao đặc nóng tạo ra tia cực tím cường độ bức xạ (UV) và một cơn gió nhanh chóng của các hạt di chuyển với khoảng 6 triệu dặm một giờ. Sự tương tác của bức xạ UV và gió nhanh với lớp vỏ khổng lồ màu đỏ bị đẩy ra tạo ra tinh vân hành tinh, được thể hiện bởi lớp vỏ hình cầu lớn trong hình ảnh lớn hơn.
Trong một số trường hợp hiếm hoi, các phản ứng tổng hợp hạt nhân trong khu vực xung quanh lõi sao Ngôi sao làm nóng lớp vỏ ngoài của ngôi sao đến nỗi nó tạm thời trở thành một người khổng lồ đỏ. Chuỗi các sự kiện - phóng ra theo phong bì theo sau là một cơn gió sao nhanh - được lặp lại ở quy mô nhanh hơn nhiều so với trước đây và một tinh vân hành tinh quy mô nhỏ được tạo ra bên trong nguyên bản. Theo một nghĩa nào đó, tinh vân hành tinh được tái sinh.
Dữ liệu quang học từ Chandra, XMM-Newton, HST và KPNO. Tín dụng hình ảnh: NASA / STScI
Tinh vân lớn nhìn thấy trong hình ảnh lớn hơn có tuổi quan sát khoảng 12.500 năm và được hình thành do sự tương tác ban đầu của gió nhanh và chậm. Mô hình các nút thắt của cỏ ba lá nhìn thấy trong cả hai hình ảnh, tương ứng với vật liệu được đẩy ra gần đây. Những nút thắt này được sản xuất gần đây hơn nhiều, vì chúng có tuổi quan sát khoảng 850 năm, dựa trên các quan sát về sự mở rộng của chúng bằng HST.
Sự phát xạ tia X khuếch tán nhìn thấy trong hình ảnh lớn hơn và trong khu vực xung quanh nguồn trung tâm trong hình được gây ra bởi sự tương tác giữa gió từ ngôi sao và các nút của vật liệu bị đẩy ra. Các nút thắt được làm nóng và ăn mòn bởi sự tương tác này, tạo ra sự phát xạ tia X. Nguyên nhân của sự phát xạ tia X giống như điểm từ ngôi sao trung tâm vẫn chưa được biết.
Các nghiên cứu về A30 và các tinh vân hành tinh khác giúp cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về sự tiến hóa của các ngôi sao giống như mặt trời khi chúng ở gần cuối đời. Sự phát xạ tia X cho thấy vật chất bị mất bởi các ngôi sao ở các giai đoạn tiến hóa khác nhau tương tác với nhau như thế nào. Những quan sát về A30, nằm cách xa khoảng 5.500 năm ánh sáng, cung cấp một bức tranh về môi trường khắc nghiệt mà hệ mặt trời sẽ phát triển trong vài tỷ năm nữa, khi gió sao mạnh mẽ và bức xạ năng lượng mạnh mẽ sẽ thổi bay những hành tinh còn sót lại trước đó, màu đỏ giai đoạn khổng lồ của sự tiến hóa sao.
Các cấu trúc nhìn thấy trong A30 ban đầu đã truyền cảm hứng cho ý tưởng về các tinh vân hành tinh tái sinh và chỉ có ba ví dụ khác về hiện tượng này được biết đến. Một nghiên cứu mới về A30, sử dụng các đài quan sát được đề cập ở trên, đã được báo cáo bởi một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế trong số ra ngày 20 tháng 8 năm 2012 của Tạp chí Vật lý Thiên văn.
Qua trung tâm X-quang Chandra