Een internationaal team van astronomen onder leiding van leden van het Laboratory for Space Research (LSR) en het Department of Physics van de University of Hong Kong (HKU), heeft een zeldzaam hemels juweel ontdekt:een zogenaamde planetaire nevel (PN) in een 500 miljoen jaar oude galactische open cluster (OC) genaamd M37 (ook bekend als NGC2099). Dit is een zeer zeldzame bevinding van hoge astrofysische waarde. Hun bevindingen zijn zojuist gepubliceerd in de open-access Astrophysical Journal Letters .

PNe zijn de uitgeworpen, gloeiende sluiers van stervende sterren die schitteren met een rijk emissielijnenspectrum en als gevolg daarvan hun verschillende kleuren en vormen weergeven die ze fotogenieke magneten voor algemeen belang maken. Het was geen toeval dat een van de eerste James Webb Space Telescope-afbeeldingen die voor het publiek werden vrijgegeven een PN was.

De PN, met de lompe naam IPHASX J055226.2+323724, is slechts het derde voorbeeld van een verband tussen een PN en een OC van de ~4.000 PNe die in onze melkweg bekend is. Het lijkt ook de oudste PN te zijn die ooit is gevonden. Het kleine team onder leiding van professor Quentin Parker, directeur van de HKU LSR, heeft enkele interessante eigenschappen voor hun ontdekking bepaald:de auteurs ontdekten dat de PN een kinematische leeftijd van 70.000 jaar heeft. Deze schatting is gebaseerd op hoe snel de nevel uitdijt, zoals bepaald aan de hand van de PN-emissielijnen, en aangenomen dat deze snelheid sinds het begin in feite hetzelfde is gebleven, en de tijd is die is verstreken sinds de nevelschaal voor het eerst door de gastheer werd uitgeworpen, een stervende ster. Dit is vergelijkbaar met typische PN-leeftijden van 5.000-25.000 jaar. Het is echt een grootse oude dame in PN-termen, maar natuurlijk slechts een oogwenk in termen van het leven van de oorspronkelijke ster zelf, die loopt tot honderden miljoenen jaren.

Omdat deze "grand old lady" in een sterrencluster leeft, stelt deze omgeving het team in staat om krachtige aanvullende parameters te bepalen die niet mogelijk zijn voor de algemene galactische PN-populatie. Deze omvatten het schatten van de massa van de progenitorster van de PN toen deze de stellaire hoofdreeks uitschakelde, zoals afgeleid van de waargenomen eigenschappen van de duizenden sterren in de cluster wanneer ze worden uitgezet in een zogenaamd kleur-magnitude-diagram. Het team kan ook de resterende massa schatten van de centrale ster die de PNe heeft uitgestoten via theoretische isochronen en waargenomen eigenschappen van de hete, blauwe centrale ster. Als resultaat bepaalden ze de massa van de ster die de PN-gasvormige schil uitwierp toen deze werd geboren, en hoeveel massa er nu nog over is in de resterende, samentrekkende hete kern (die al een witte dwergster is). Verse Gaia-gegevens voor de hete, blauwe centrale PN-ster geven ook een goede schatting van de afstand, waardoor de werkelijke grootte van de PN op deze extreme leeftijd kan worden bepaald als 3,2 parsecs (1pc is gelijk aan 3,26 lichtjaar) in diameter - niet verwonderlijk, misschien ook op de uiterste einde van bekende fysieke PN-formaten.

Voormalig HKU Ph.D. student Dr. Vasiliki Fragkou, de eerste auteur van de studie, zei:"Ik ben zo opgewonden om te kunnen werken aan deze fascinerende zeldzame gevallen van OC-PN-associaties omdat ze steeds weer belangrijke wetenschappelijke resultaten opleveren, zoals alle drie de gevallen die we hebben gevonden zijn vlinder (bi-polaire) PN in termen van vorm, ze zijn allemaal erg zwak en sterk ontwikkeld, en ze hebben allemaal Type-I-chemie volgens hun emissielijnen, en natuurlijk hebben ze allemaal een gemiddelde tot hoge voorlopermassa. P>

Corresponderende auteur professor Quentin Parker zei:"Dit is pas het derde voorbeeld van een PN gevonden in een galactische open sterrenhoop, en mijn groep heeft alle drie bevestigde voorbeelden gevonden. Ze zijn ongelooflijk zeldzaam, maar ook erg belangrijk, omdat deze prachtige objecten toestaan onafhankelijk van de traditionele methode om witte dwergen in clusters te gebruiken, onafhankelijk van de traditionele methode om witte dwergen in clusters te gebruiken.Intrigerend genoeg liggen al onze punten net onder de empirische IFMR-trend op dit moment vastgesteld, maar voegt toe aan de 'knik' in deze relatie die recentelijk is gevonden in het massabereik van twee tot drie zonne-energie voor de oorspronkelijke voorlopermassa door Marigo et al. in de Natuurastronomie logboek. Onze OC-PN-punten worden toevallig gevonden in de momenteel dunbevolkte regio's van de IFMR, waardoor ze nog waardevoller zijn."

Co-auteur professor Albert Ziljstra, Hung Hing Ying Distinguished Visiting Professor in Wetenschap en Technologie aan de HKU LSR van de Universiteit van Manchester, zei:"Dit nieuwe resultaat impliceert dat de locatie van een PN in een OC een omgeving biedt die geschikt is om de PNe om uit te breiden en te vervagen zonder verstoring door de omringende ISM (die typisch veel zwakker is in een OC) en niet zoals het geval zou zijn in de melkweg." + Verder verkennen

Open cluster Messier 37 herbergt een planetaire nevel, studie vondsten