Kad se zvijezde niske do srednje težine, poput našeg Sunca, približe kraju životnog ciklusa, na kraju odbacuju svoje vanjske slojeve, ostavljajući iza sebe gustu, bijelu patuljastu zvijezdu. Ti su vanjski slojevi postali masivni oblak prašine i plina, kojeg karakteriziraju svijetle boje i zamršeni uzorci, poznati kao planetarna maglina. Jednog dana, naše će se Sunce pretvoriti u takvu maglicu, onu koja se može promatrati iz svjetlosnih godina.
Ovaj proces, u kojem zvijezda koja umire, stvara ogroman oblak prašine, već se znalo da je nevjerojatno lijep i nadahnjujući zahvaljujući mnogim slikama koje je snimio Hubble. Međutim, nakon što je pregledao čuvenu Mravu maglu s Europskom svemirskom agencijom (ESA) Herschelov svemirski opservatorij, tim astronoma otkrio je neobičnu lasersku emisiju koja sugerira da u središtu maglice postoji sustav dvostrukih zvijezda.
Studija pod nazivom "Herschel Planetarno istraživanje maglina (HerPlaNS): vodikove rekombinacije vodika u Mz 3 “, nedavno se pojavile u Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva, Studiju je vodila Isabel Aleman sa Sveučilišta u São Paulu i Leidenski opservatorij, a uključili su članove Herschel Science Center-a, Smithsonian Astrophysical Observatory, Instituta za astronomiju i astrofiziku i mnogih sveučilišta.
Maglina Mrav (aka Mz 3) je mlada bipolarna planetarna maglica smještena u sazviježđu Norma, a svoje je ime dobila po blizancima plina i prašine koji nalikuju glavi i tijelu mrava. U prošlosti je lijepu i zamršenu prirodu ove maglice slikali NASA / ESA Hubble svemirski teleskop, Novi podaci dobiveni od Herschela također ukazuju na to da maglica Ant izlazi iz intenzivnih emisija lasera iz svoje jezgre.
U svemiru se infracrvena emisija lasera otkriva pri vrlo različitim valnim duljinama i samo pod određenim uvjetima, a samo je nekoliko ovih svemirskih lasera poznato. Zanimljivo je da je astronom Donald Menzel - prvi put promatrao i klasificirao Mravu maglu 1920. godine (otuda je i službeno poznat kao Menzel 3 nakon njega) - jedan od prvih koji je sugerirao da se laseri mogu pojaviti u magli.
Prema Menzelovoj, pod određenim bi se uvjetima prirodno "pojačavanje svjetlosti poticajnim emisijama zračenja" (aka. Odakle i dobivamo pojam laser) događalo u svemiru. To je bilo mnogo prije otkrića lasera u laboratorijima, prigoda koja se svake godine slavi 16. svibnja, poznata kao UNESCO-ov međunarodni dan svjetlosti. Kao takav, vrlo je prikladno da je ovaj članak objavljen i 16. svibnja, slaveći razvoj lasera i njegovog otkrivača, Theodore Maiman.
Kao što je Isabel Aleman, vodeća autorica članka, opisala rezultate:
"Kad promatramo Menzel 3, vidimo nevjerojatno zamršenu strukturu sastavljenu od ioniziranog plina, ali ne možemo vidjeti objekt u njegovom središtu koji proizvodi ovaj obrazac. Zahvaljujući osjetljivosti i širokom rasponu valne duljine opservatorija Herschel, otkrili smo vrlo rijetku vrstu emisije koja se naziva laserska emisija vodoravne rekombinacije vodovoda, što je omogućilo otkrivanje strukture i fizikalnih stanja maglice. "
"Takva je emisija prije identificirana u nekolicini predmeta i sretna je slučajnost što smo otkrili vrstu emisije koju je Menzel predložio, u jednoj od planetarnih maglina koje je otkrio", dodala je.
Vrsta laserske emisije koju su primijetili treba vrlo gusti plin u blizini zvijezde. Usporedbom opažanja iz Herschelovog opservatorija s modelima planetarnih maglina, tim je utvrdio da je gustoća plina koji emitiraju lasere desetak tisuća puta gušća od plina koji se vidi u tipičnim planetarnim maglicama i u lobovima same maglice Ant.
Uobičajeno, regija blizu mrtve zvijezde - u ovom slučaju otprilike udaljenost između Saturna i Sunca - prilično je prazna jer se njezin materijal izbacio prema van nakon što je zvijezda otišla u supernovu. Svaki zaostali plin uskoro bi se vratio na njega. Ali kako je profesor Albert Zijlstra iz Centra za astrofiziku Jodrell Bank i koautor studije ustvrdio:
"Jedini način da se tako gusti plin drži blizu zvijezde je ako on kruži oko njega u disku. U ovoj maglici zapravo smo opazili gusti disk u samom središtu koji se vidi približno na rubu. Ova orijentacija pomaže pojačati laserski signal. Disk sugerira da postoji binarni pratitelj, jer je teško izbaciti ispušteni plin u orbitu, osim ako ga zvijezda ne usmjeri u pravom smjeru. Laser nam daje jedinstven način sondiranja diska oko zvijezde koja umire, duboko u planetarnoj maglici. "
Dok astronomi još nisu vidjeli očekivanu drugu zvijezdu, nadaju se da će ih buduća istraživanja moći locirati te će tako otkriti porijeklo misterioznih lasera Ant Nebula. Na taj će način moći povezati dva otkrića (tj. Planetarnu maglu i laser) koje je isti astronom napravio prije više od jednog stoljeća. Kao što je dodao Göran Pilbratt, ESA-in znanstvenik Herschel projekta:
„Ovo istraživanje sugerira da je osebujna Mrtva maglina kakvu danas vidimo stvorila složena priroda binarnog sustava zvijezda koja utječe na oblik, kemijska svojstva i evoluciju u posljednjim fazama života zvijezde. Herschel je ponudio savršene mogućnosti promatranja kako bi otkrio ovaj izvanredni laser u magli Ant. Nalazi će nam pomoći suzdržati uvjete pod kojima se ovaj fenomen događa i pomoći će nam da usavršimo modele evolucije zvijezda. Također je sretan zaključak da je Herschelova misija uspjela povezati Menzel-ova dva otkrića od prije gotovo jednog stoljeća. "
Svemirski teleskopi nove generacije koji bi nam mogli reći više o planetarnoj maglici i životnim ciklusima zvijezda uključuju James Webb svemirski teleskop (JWST). Kad se ovaj teleskop 2020. godine pojavi u svemiru, upotrijebit će svoje napredne infracrvene mogućnosti za gledanje objekata koji su inače zatamnjeni plinom i prašinom. Ove su studije mogle otkriti mnogo o unutrašnjim strukturama maglina, a možda i osvijetliti zašto povremeno pucaju u „svemirske lasere“.
