Webb ziet torus van kosmisch stof en organisch materiaal in de Vlindernevel
Astronomen hebben met behulp van de Webb Space Telescope een grote stap gezet in hun begrip van hoe de grondstoffen van rotsachtige planeten ontstaan. Dit kosmische materiaal – kristallijn silicaatstof en polycyclische aromatische koolwaterstoffen – werd bestudeerd in de kern van een spectaculaire bipolaire planetaire nevel, de Vlindernevel.
NGC 6302, ook bekend als de Vlindernevel, behoort tot de best bestudeerde planetaire nevels. De nevel bevindt zich op een afstand van ongeveer 2417 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Schorpioen – Scorpius.
De vlindervorm strekt zich uit over meer dan twee lichtjaar, ongeveer de helft van de aftstand tussen de Zon en Proxima Centauri.
Het object vertoont een extreem bipolaire, complexe morfologie, de aanwezigheid van zeer sterk geëxciteerd gas, een hoge moleculaire massa en kristallijn silicaatstof.
“Planetaire nevels behoren tot de mooiste en meest ongrijpbare wezens in de kosmische dierentuin”, aldus astronoom Mikako Matsuura van de Cardiff University en haar collega’s.
“Deze nevels ontstaan wanneer sterren met een massa tussen ongeveer 0,8 en 8 zonsmassa aan het einde van hun leven het grootste deel van hun massa verliezen.”
“De planetaire nevelfase is tijdelijk en duurt slechts ongeveer 20.000 jaar.”
“In tegenstelling tot de naam hebben planetaire nevels niet met planeten te maken: de naamgevingsverwarring begon enkele eeuwen geleden, toen astronomen meldden dat deze nevels rond leken, net als planeten.”
“De naam is blijven hangen, ook al zijn veel planetaire nevels helemaal niet rond – en de Vlindernevel is een uitstekend voorbeeld van de fantastische vormen doe deze nevels kunnen aannemen.”
“De Vlindernevel is een bipolaire nevel, wat betekent dat hij twee lobben heeft die in tegengestelde richtingen uitwaaieren en zo de vleugels van de vlinder vormen”, voegden ze eraan toe.
“Een donkere band van stoffig gas fungeert als het lichaam van de vlinder. Deze band is in feite een donutvormige torus die we van opzij zien en die de centrale ster van de nevel verbergt – de oude kern van een zonachtige ster die de nevel van energie voorziet en hem laat gloeien.”
De stoffige donut is mogelijk verantwoordelijk voor de insectoïde vorm van de nevel, doordat hij verhindert dat gas in alle richtingen gelijkmatig van de ster naar buiten stroomt.”
De nieuwe afbeelding van Webb’s MIRI-instrument zoomt in op het centrum van de Vlindernevel en zijn stoffige torus, wat een ongekend beeld geeft van de complexe structuur ervan.
De astronomen identificeerden bijna 200 spectraallijnen die elk informatie bevatten over de atomen en moleculen in de nevel.
Deze lijnen onthullen geneste en onderling verborgen structuren die door verschillende chemische soorten worden getraceerd.
De onderzoekers lokaliseerden ook de locatie van de centrale ster van de Vlindernevel, die een voorheen onontdekte stofwolk eromheen verhit waardoor deze helder schijnt op de mid-infrarode golflengten waar MIRI gevoelig is.
Met een temperatuur van 220.000 Kelvin is dit een van de heetste bekende centrale sterren in een planetaire nevel in ons sterrenstelsel.
‘Deze vlammende stellaire motor is verantwoordelijk voor de prachtige gloed van de nevel, maar de volledige kracht ervan wordt mogelijk gekanaliseerd door de dichte band van stoffig gas eromheen: de torus”, aldus de auteurs.
“De nieuwe Webb-gegevens tonen aan dat de torus is samengesteld uit kristallijne silicaten zoals kwarts, evenals onregelmatig gevormde stofdeeltjes.”
“De stofdeeltjes hebben afmetingen in de orde van een miljoenste van een meter – groot, voor zover kosmisch stof wordt beschouwd – wat erop wijst dat ze al lange tijd groeien.”
“Buiten de torus neemt de emissie van verschillende atomen en moleculen een meerlagige structuur aan.”
“De ionen die de meeste energie nodig hebben om te vormen, zijn geconcentreerd dicht bij het centrum, terwijl de ionen die minder energie nodig hebben, zich verder van de centrale ster bevinden.”
“” IJzer en nikkel zijn bijzonder interessant, omdat ze een paar jets traceren die in tegenovergestelde richtingen vanuit de ster naar buiten schieten.”
Interessant genoeg ontdekte het team ook licht dat werd uitgezonden door koolstofmoleculen die bekend staan als polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s).
“Ze vormen platte, ringachtige structuren, vergelijkbaar met de honingraatachtige structuren die we in bijenkorven aantreffen”, aldus de astronomen.
“Op Aarde vinden we PAK’s vaak in rook van kampvuren, uitlaatgassen van auto’s of verbrand brood.”
“Gezien de locatie van de PAK’s vermoeden we dat deze moleculen ontstaan wanneer een “bel” wind van de centrale ster barst en in het omringende gas terechtkomt.”
“Dit is mogelijk het allereerste bewijs dat PAK’s ontstaan in een zuurstofrijke planetaire nevel, wat een belangrijk inkijkje biedt in de details van hoe deze moleculen zich vormen.”
De bevindingen werden afgelopen week gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Artikel: Mikako Matsuura et al. 2025. The JWST/MIRI view of the planetary nebula NGC 6302 – I. A UV-irradiated torus and a hot bubble triggering PAH formation. MNRAS 542 (2): 1287-1307; doi: 10.1093/mnras/staf1194
Eerste publicatie: 1 september 2025
Bron: sci.news & anderen
