مشاهدات رادیویی با طول موج زیر میلی متری از سحابی حلقه جنوبی نشان داده است که این سحابی در واقع یک حلقه دوتایی است که از برهم کنش سه ستاره شکل گرفته است.

به گزارش ایسنا، سحابی باشکوه حلقه جنوبی پیله یک ستاره در حال مرگ است و رازی درون خود دارد. دانشمندان متوجه شده‌اند که این سحابی ساختار دو حلقه‌ای را نشان می‌دهد که نه یک بلکه احتمالا سه ستاره در قلب آن وجود دارد.

به نقل از اسپیس، سحابی حلقه جنوبی که ان‌جی‌سی ۳۱۳۲(NGC 3132) نیز نامیده می‌شود، یک سحابی سیاره‌ای است که در فاصله ۲۰۰۰ سال نوری از ما در صورت فلکی بادبان قرار دارد. نام «سحابی سیاره‌ای» یک نام اشتباه است زیرا چنین سحابی‌هایی هیچ ربطی به سیارات ندارند. در عوض، آنها نمایانگر نفس‌های آخر ستارگان در حال مرگ هستند که در نهایت به یک کوتوله سفید تبدیل می‌شوند. یک سحابی از پوشش بیرونی یک ستاره در حال مرگ تشکیل شده که به دنبال گذراندن فاز غول سرخ ستاره، مواد آن به فضا منتشر شده است.

سحابی حلقه جنوبی در ماه دسامبر سال ۲۰۲۲ توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) تصویربرداری شد. تصاویر گاز هیدروژن مولکولی را نشان می‌داد که «اسکلت بیرونی» سحابی را تشکیل می‌دهند. این گاز با دمایی برابر با ۱۰۰۰ کلوین(۷۲۶ درجه سانتیگراد) تابش می‌کند و با نور فرابنفش که از خود کوتوله سفید می‌آید، گرم می‌شود. با این حال، این اسکلت بیرونی تنها بخش کوچکی از گاز مولکولی در سحابی را نشان می‌دهد.

گروهی به سرپرستی جوئل کاستنر(Joel Kastner) از موسسه فناوری روچستر به دنبال گاز مولکولی بیشتر سحابی، به طور خاص به جستجوی گاز مونوکسید کربن با استفاده از آرایه زیر میلی‌متری اس‌ام‌ای SMA که گروهی متشکل از هشت تلسکوپ رادیویی بر روی یک آتشفشان غیرفعال به نام موآنا کیا(Mauna Kea) در هاوایی است، پرداختند.

مونوکسید کربن با هیدروژن و سایر گازهای مولکولی داخل سحابی مخلوط می‌شود، بنابراین مشاهده محتوای مونوکسید کربن در واقع نماینده‌ای برای مشاهده تمام مولکول‌های دیگری است که به راحتی قابل تشخیص نیستند. اس‌ام‌ای توانست هم توزیع و هم سرعت مولکول‌های مونوکسید کربن را اندازه‌گیری کند و نشان دهد که کدام بخش‌ها به سمت ما حرکت می‌کنند و کدام یک از ما دور می‌شوند.

کاستنر در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت: جیمز وب مولکول‌های هیدروژن و نحوه انباشته شدن آنها در آسمان را به ما نشان داد، در حالی که آرایه زیرمیلی‌متری مونوکسید کربن سردتری را به ما نشان می‌دهد که در تصویر جیمز وب نمی‌توانید ببینید.

همانطور که از نام حلقه جنوبی پیداست، در درجه اول از منظر دید ما این سحابی به شکل یک حلقه است. مشاهدات اس‌ام‌ای نشان داد که این حلقه در حال انبساط است. با این حال، داده‌ها همچنین به تیم کاستنر اجازه داد تا نقشه سه بعدی از اسکلت بیرونی مولکولی سحابی را ایجاد کنند. این یک شگفتی ایجاد کرد. محققان نه تنها توانستند نشان دهند آنچه ما به عنوان حلقه می‌بینیم صرفا یک بخش در یک سحابی دو قطبی است که در انتهای آن دیده می‌شود، بلکه حلقه دومی را نیز عمود بر حلقه اول پیدا کردند.

کاستنر گفت: زمانی که شروع به چرخاندن کل سحابی به صورت سه بعدی کردیم، بلافاصله دیدیم که این واقعا یک حلقه است و سپس از دیدن حلقه دیگری شگفت زده شدیم.

کل چیدمان عجیب و غریب یک دُم جذاب نه یک، نه حتی دو، بلکه احتمالا سه ستاره را در قلب سحابی ترسیم می‌کند. تنها یکی از این ستاره‌ها یعنی پرجرم‌ترین آنها، به پایان عمر خود رسیده است. اما این سه ستاره، اگر هر سه واقعا وجود داشته باشند، به احتمال زیاد یا خیلی به هم نزدیک هستند یا خیلی کم‌نور هستند که نمی‌توان آنها را به طور جداگانه توسط جیمز وب مشاهده کرد.

شواهد فزاینده‌ای وجود دارد که نشان می‌دهد برخی از سحابی‌های سیاره‌ای، دستکم آنهایی که ساختارهای پیچیده‌ای دارند، از تداخل یک ستاره همراه با یک ستاره در حال مرگ مرکزی تشکیل شده‌اند. در حلقه جنوبی، تیم کاستنر معتقدند که یک منظومه سه گانه که از یک منظومه دوتایی نزدیک تشکیل شده است توسط یک ستاره سوم دورتر در شعاع مداری ۶۰ واحد نجومی می‌چرخد. یک واحد نجومی، AU به فاصله بین زمین و خورشید گفته می‌شود.

دو بخش حلقه جنوبی دارای یک خط باریک مانند ساعت شنی هستند که ویژگی مشترک سحابی‌های سیاره‌ای است که از یک منظومه ستاره‌ای دوتایی سرچشمه می‌گیرند که در آنها یکی از ستاره‌ها به پایان عمر خود می‌رسد. ستاره دیگر قادر است مواد خارج شده از ستاره در حال مرگ را به هم بچسباند و دو لوب را تشکیل دهد. مشاهدات فروسرخ میانی جیمز وب از این فرضیه پشتیبانی می‌کند، زیرا نور مادون قرمزی از منظومه ستاره‌ای مرکزی را پیدا کرده است که نشانه کلاسیک یک دیسک غبارآلود است که از تعامل بین غول سرخ و یک همراه نزدیک به آن تشکیل می‌شود.

بنابراین، این منشا اولین حلقه را توضیح می‌دهد. به گفته محققان، منشا حلقه دوم کمتر مشخص است.

اگرچه حلقه جنوبی دو لوبی به نظر می‌رسد، برخی از مواد باید به صورت یک پوشش تقریبا کروی یا بیضی شکل از موادی که توسط غول سرخ بیرون ریخته شده است، منتشر شده باشد که یک رویداد سریع از دست دادن جرم است که شاید نمایانگر بازدم نهایی مواد برای ترک کوتوله سفید باشد. منظومه ستاره‌ای دوتایی مجموعه‌ای از جت‌های سریع و باریک تولید می‌کند، اما اگر ستاره سومی وجود داشته باشد، گرانش ستاره اضافی روی منظومه دوتایی درونی اثر می‌گذارد و باعث می‌شود که جهت انتشار جت‌ها مانند یک فرفره در حال چرخش «لرزان» شود. جت‌های پیش‌رو می‌توانند یک حفره دایره‌ای شکل در جزء بیضی شکل سحابی ایجاد کنند و در نتیجه حلقه دوم را شکل دهند.

کاستنر تاکید می‌کند که این توضیح هنوز هم حدس و گمان است، اما حفره یونیزه مرکزی سحابی شواهدی از چنین جت‌هایی در ساختار خود دارد.

سحابی‌های سیاره‌ای فقط نشان دهنده مرگ ستاره‌ای نیستند. آنها همچنین وعده زندگی جدیدی را می‌دهند.

هنگامی که یک سحابی سیاره‌ای در حال گسترش در فضای بین ستاره‌ای پراکنده می‌شود، مولکول‌های آن در سراسر کیهان پخش می‌شود و در ابرهای مولکولی غول پیکری که نسل بعدی ستارگان و سیارات را تشکیل می‌دهند، جمع می‌شوند.

بنابراین، وقتی از زیبایی مرگ ستاره‌ای در سحابی‌هایی مانند حلقه جنوبی شگفت زده می‌شویم، می‌توانیم آن را به‌عنوان ققنوس ستاره‌ای تصور کنیم که روزی از خاکستر بیرون می‌آید و چرخه تولد ستاره و مرگ را از نو آغاز می‌کند.