مشخص شدن ویژگی‌های سحابی سیاره‌ای جوان IC 4997

سحابی سیاره‌ای IC 4997. اعتبار: Howard Bond (STScI) and NASA/ESA

با استفاده از تلسکوپ رادیویی کروی با دیافراگم پانصد متری (FAST)، ستاره‌شناسان یک سحابی سیاره‌ای جوان به نام IC 4997 را مشاهده کردند.

سحابی‌های سیاره‌ای (PNe) پوسته‌هایی از گاز و غبار در حال گسترش هستند که از یک ستاره در طول فرآیند تکامل آن از یک ستاره رده اصلی به یک غول قرمز یا کوتوله سفید خارج شده‌اند. آنها نسبتا نادر هستند، اما برای ستاره‌شناسانی مهم هستند که در مورد تکامل شیمیایی ستاره‌ها و کهکشان ها مطالعه می‌کنند.

IC 4997 که در فاصله 8000 سال نوری از زمین قرار دارد، PN جوان، فشرده و به سرعت در حال تکامل در صورت فلکی پیکان یا سهم است. دمای آن حدود 20000 کلوین است و درخشندگی سطحی نسبتاً بالایی دارد. این شامل یک ستاره مرکزی برجسته با دمای حدود 49000 کلوین است.

تیمی از ستاره‌شناسان به رهبری خوـ جیا اویانگ از دانشگاه سون یاتسن در ژوهایی، چین، اخیراً مشاهدات رادیویی IC 4997 را با استفاده از حالت ردیابی گیرنده 19 پرتو FAST انجام داده‌اند. تلسکوپ به آنها اجازه داد تا جذب هیدروژن اتمی خنثی را در این PN شناسایی کنند که ممکن است پیامدهایی برای درک ما از ماهیت آن داشته باشد.

محققین در این مقاله نوشتند: “جذب دور ستاره‌ای H I به وضوح در طیف رادیویی IC 4997، اولین تشخیص از این نوع از FAST، شناسایی می‌شود. این ویژگی از پوسته‌ای مرتبط با یکی از مولفه‌های سرعت خطوط NaI D سرچشمه می‌گیرد.”

این کشف با توجه به اینکه تعداد PNe با کشف هیدروژن اتمی خنثی دور ستاره‌ای بسیار کم است، در مقایسه با تعداد کل PNe کهکشانی تایید شده (حدود 3800) بسیار مهم است. یافتن و بررسی چنین ویژگی‌هایی می‌تواند دانش ما را در مورد جرم و دینامیک بودجه گاز اتمی در PNe بهبود بخشد.

طیف FAST با وضوح بالا و حساسیت بالا به محققان این امکان را می‌دهد تا پارامترهای جذب HI دور ستاره‌ای را دقیقاً تخمین بزنند. استاندارد محلی استراحت (LSR) سرعت جذب اوج به 63.27- کیلومتر بر ثانیه اندازه‌گیری شد و عرض کامل در نصف حداکثر (FWHM) 12.74 کیلومتر بر ثانیه بود. هنگامی که صحبت از حداکثر چگالی شار جذب می شود، 07/8-mJy محاسبه شد، در حالی که چگالی شار یکپارچه در سطح 7/136-mJy کیلومتر بر ثانیه بود.

این مطالعه نشان داد که تعداد کل اتمهای هیدروژن در پوسته اتمی IC 4997 حدود 17 سپتندسیلیون است. این پوسته اتمی هیدروژن جرمی معادل 0.0146 جرم خورشید دارد و نتایج نشان می‌دهد که حداقل 990 سال پیش در مرحله ابرباد به بیرون پرتاب شده است. چگالی ستون هیدروژن اتمی خنثی تقریباً 710 کوینتیلیون سانتی‌متر مربع تخمین زده شد.

اخترشناسان خاطرنشان کردند که هیدروژن خنثی در IC 4997 از نظر جرم با سحابی یونیزه شده قابل مقایسه است و ممکن است در طول 36 سال گذشته افزایش یافته باشد. با این حال، جرم کل سحابی هنوز بسیار کمتر از آن چیزی است که برای ابرباد انتظار می‌رود. آنها افزودند که تشخیص آنها امکان استفاده از FAST برای جستجوی هیدروژن اتمی در نمونه بزرگی از PNe و آشکارسازی بینش‌های جدید در مورد به اصطلاح مشکل جرم گمشده PN را نشان می‌دهد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

Research sheds more light on the properties of young planetary nebula IC 4997

by Tomasz Nowakowski , Phys.org MAY 23, 2022 

https://phys.org/news/2022-05-properties-young-planetary-nebula-ic.html