Nebula planet mengembangkan shell gas yang dikeluarkan oleh bintang seperti Matahari pada akhir hayatnya. Bintang seperti matahari menghabiskan sebahagian besar hidupnya membakar hidrogen ke dalam helium. Pada akhir fasa peleburan hidrogen ini, bintang-bintang ini meningkatkan diameternya dengan kira-kira 100 faktor dan menjadi "bintang gergasi merah". Pada akhir fasa gergasi merah, lapisan luar bintang diletupkan. Gas yang dikeluarkan terus mengembang dari bintang pusat yang tersisa, yang kemudian berkembang menjadi "kerdil putih" ketika semua peleburan nuklear telah berhenti. Ahli astronomi percaya bahawa nebula planet terbentuk ketika angin bintang cepat yang berasal dari bintang tengah menangkap angin perlahan yang dihasilkan lebih awal ketika bintang mengeluarkan sebahagian besar lapisan luarnya. Pada sempadan antara dua angin, kejutan berlaku yang menghasilkan ciri-ciri shell padat yang terlihat dari nebula planet. Shell gas teruja dan dinyalakan oleh cahaya yang dipancarkan oleh bintang tengah panas. Cahaya dari bintang pusat mampu menerangi nebula planet selama kira-kira 10,000 tahun.
Bentuk-bentuk nebula planet yang diperhatikan sangat membingungkan: kebanyakannya (kira-kira 80%) adalah bipolar atau elips daripada tidak simetri sfera. Kerumitan ini membawa kepada gambar yang indah dan menakjubkan yang diperoleh dengan teleskop moden. Gambar di bawah membandingkan nebula planet dengan bentuk bipolar (kiri) dan sfera (kanan).
Sebab mengapa kebanyakan nebula planet tidak berbentuk bulat tidak difahami dengan baik. Beberapa hipotesis telah dipertimbangkan setakat ini. Salah satu daripadanya menunjukkan bahawa bentuk nebula planet yang aneh mungkin disebabkan oleh kesan sentrifugal yang berpunca dari putaran cepat gergasi merah. Teori lain adalah bahawa simetri angin bintang mungkin dipengaruhi oleh bintang pendamping. Walau bagaimanapun, teori yang paling terkini dan meyakinkan yang menjelaskan bentuk nebula melibatkan medan magnet.
Kehadiran medan magnet dengan baik akan menjelaskan bentuk rumit dari nebula planet, kerana bahan yang dikeluarkan terperangkap di sepanjang garis medan magnet. Ini dapat dibandingkan dengan pemarkahan besi yang terperangkap di sepanjang garis medan magnet bar - demonstrasi klasik di bilik darjah fizik sekolah menengah. Oleh kerana medan magnet yang kuat di permukaan bintang juga memberikan tekanan pada gas, jirim dapat dengan mudah meninggalkan bintang di kutub magnet di mana medan magnet terkuat.
Terdapat beberapa cara medan magnet dapat dibuat di sekitar nebula planet. Medan magnet dapat dihasilkan oleh dinamo bintang semasa fasa ketika nebula dikeluarkan. Agar dinamo wujud, inti bintang mesti berputar lebih cepat daripada sampul surat (seperti yang berlaku di Matahari). Ada juga kemungkinan bahawa medan magnet adalah peninggalan fosil dari tahap evolusi bintang sebelumnya. Dalam kebanyakan keadaan, bahan dalam bintang sangat konduktif elektrik sehingga medan magnet dapat bertahan selama berjuta-juta atau berbilion tahun. Kedua mekanisme tersebut, digabungkan dengan interaksi bahan yang dikeluarkan dengan gas antarbintang di sekitarnya, akan dapat membentuk nebula planet.
Sehingga baru-baru ini, idea bahawa medan magnet adalah bahan penting dalam pembentukan nebula planet adalah tuntutan teori semata-mata. Pada tahun 2002, terdapat petunjuk pertama mengenai adanya medan magnet seperti itu. Pemerhatian radio menunjukkan medan magnet dalam sampul bintang raksasa. Amplop keadaan ini memang merupakan keturunan nebula planet. Walau bagaimanapun, tidak ada medan magnet seperti ini yang dapat dilihat pada nebula itu sendiri. Untuk mendapatkan petunjuk langsung mengenai kehadiran medan magnet di nebula planet, para astronom memutuskan untuk memusatkan perhatian pada bintang pusat, di mana medan magnet seharusnya bertahan.
Bukti langsung pertama ini kini telah diperoleh. Buat pertama kalinya, Stefan Jordan dan pasukannya mengesan medan magnet di beberapa bintang pusat nebula planet. Dengan menggunakan spektrograf FORS1 Teleskop Sangat Besar kelas 8-m (VLT, Balai Cerap Eropah Selatan, Chile), mereka mengukur polarisasi cahaya yang dipancarkan oleh empat bintang ini. Tanda tangan polarisasi pada garis spektrum memungkinkan untuk menentukan intensiti medan magnet pada bintang yang diperhatikan. Dengan adanya medan magnet, atom mengubah tenaganya dengan cara yang khas; kesan ini dipanggil kesan Zeeman dan ditemui pada tahun 1896 oleh Pieter Zeeman di Leiden (Belanda). Sekiranya atom ini menyerap atau memancarkan cahaya, cahaya menjadi terpolarisasi. Ini memungkinkan untuk menentukan kekuatan medan magnet dengan mengukur kekuatan polarisasi. Tanda tangan polarisasi ini biasanya sangat lemah. Pengukuran tersebut memerlukan data berkualiti tinggi yang hanya dapat diperoleh dengan menggunakan teleskop kelas 8 meter seperti VLT.
Empat bintang pusat nebula planet diperhatikan oleh pasukan dan medan magnet dijumpai di dalam kesemuanya. Keempat bintang ini dipilih kerana nebula planet yang berkaitan (bernama NGC 1360, HBDS1, EGB 5, dan Abell 36) semuanya tidak berbentuk bulat. Oleh itu, jika hipotesis medan magnet untuk menjelaskan bentuk nebula planet betul, bintang-bintang ini harus mempunyai medan magnet yang kuat. Hasil baru ini menunjukkan bahawa memang demikian: kekuatan medan magnet yang dikesan berkisar antara 1000 hingga 3000 Gauss, iaitu sekitar seribu kali intensiti medan magnet global Matahari.
Pemerhatian baru yang diterbitkan oleh Stefan Jordan dan rakan-rakannya menyokong hipotesis bahawa medan magnet memainkan peranan utama dalam membentuk nebula planet. Pasukan ini kini merancang untuk mencari medan magnet di bintang pusat nebola planet sfera. Bintang seperti itu seharusnya mempunyai medan magnet yang lebih lemah daripada yang baru dikesan. Pemerhatian masa depan ini akan memungkinkan para astronom untuk mengukur korelasi antara medan magnet dengan bentuk nebula planet yang aneh.
Dalam beberapa tahun terakhir, pengamatan polarimetri dengan VLT telah menyebabkan penemuan medan magnet dalam sebilangan besar objek bintang pada tahap evolusi akhir. Selain meningkatkan pemahaman kita tentang bentuk nebula planet yang indah ini, pengesanan medan magnet ini membolehkan sains mengambil langkah maju ke arah penjelasan hubungan antara medan magnet dan fizik bintang.
Sumber Asal: Kisah Astrobiologi NASA
