How big is Туманність Скат?

Туманність Скат — планетарна туманність: оболонка розжареного газу, яку скинула зоря наприкінці життя й яку освітлює гаряча зоря, що залишилася після неї. У 1998 році НАСА описало її як наймолодшу відому планетарну туманність. За найновішою оцінкою, вона має в поперечнику близько 1,1 трильйона кілометрів. Відстань до неї від Землі невизначена, тому опубліковані оцінки її ширини лежать у межах від приблизно 0,56 до 1,5 трильйона кілометрів.

Розмір

Очікується, що звичайні зорі на кшталт Сонця завершують життя, утворюючи планетарні туманності. З Землі Скат здається крихітним: його яскраве внутрішнє кільце має завдовжки лише близько 1,6 кутової секунди, де кутова секунда — це 1/3 600 градуса. Жодних подробиць туманності не вдавалося розгледіти, доки за нею не спостерігав космічний телескоп «Габбл».

Щоб перетворити цей кут на справжній розмір, потрібна відстань, а оцінки відстані лежать у межах від приблизно 2 700 до 19 000 світлових років. Світловий рік — це відстань, яку світло проходить за один рік, близько 9,46 трильйона кілометрів. У дослідженні 1998 року на основі даних «Габбла» використали відстань 18 000 світлових років, через що туманність мала в поперечнику близько 1,5 трильйона кілометрів.

Пізніші дослідження розташовували зорю ближче. Дослідження 2014 року дало відстань близько 5 200 світлових років і ширину близько 0,56 трильйона кілометрів. У дослідженні 2017 року прийняли відстань близько 8 200 світлових років, і за його моделлю світного газу туманність має в поперечнику близько 1,1 трильйона кілометрів, або 0,12 світлового року.

Порівняння розмірів

За ширини 1,1 трильйона кілометрів туманність приблизно у вісім разів ширша за відстань від Сонця до найдальшої точки орбіти Седни.
Вона приблизно в 120 разів ширша за орбіту Нептуна, найдальшої планети.
Якби орбіту Нептуна зменшили до ширини баскетбольного м’яча, туманність мала б у поперечнику близько 30 метрів.
Вона завширшки приблизно 43 світлові доби: світло проходить її приблизно за 43 доби.

Туманність, яка «увімкнулася»

Між 1971 і 2002 роками центральна зоря туманності, що має позначення SAO 244567, нагрілася від менш ніж 22 000 до приблизно 60 000 градусів Цельсія. Газ навколо неї почав світитися як планетарна туманність, імовірно, на початку 1980-х років. Форма туманності, схожа на ската, дала їй назву.

На знімках «Габбла» видно яскраве кільце газу навколо зорі та бульбашки газу, видуті над кільцем і під ним. Усередині туманності розташована ще одна зоря, супутниця центральної.

Швидке згасання

На знімках «Габбла», зроблених із різницею в 20 років, у 1996 і 2016 роках, видно, що туманність згасає й змінює форму. Світло, яке випромінює її кисень, послабшало майже в 1 000 разів. Хвилясті краї, що нагадували ската, майже зникли, а колись яскраве внутрішнє кільце, схоже, стискається, поки згасає.

Згасання відображає зміни в центральній зорі, яка остигає й дає дедалі менше того випромінювання, від якого світиться газ. Одне з припущень — що попереднє нагрівання зорі спричинив короткий спалах гелієвого синтезу, тобто злиття ядер гелію, під час якого виділяється енергія, в оболонці навколо ядра зорі. У 2020 році астрономи оцінили, що за такого темпу згасання через 20 або 30 років туманність ледве вдасться виявити.