Apabila bintang kelas rendah hingga menengah seperti Matahari kita menghampiri akhir kitaran hidup mereka akhirnya membuang lapisan luar mereka, meninggalkan bintang kerdil putih yang padat. Lapisan luar ini menjadi awan debu dan gas yang besar, yang dicirikan oleh warna-warna terang dan corak yang rumit, yang dikenali sebagai nebula planet. Suatu hari nanti, Matahari kita akan berubah menjadi nebula, yang dapat dilihat dari jarak tahun cahaya.
Proses ini, di mana bintang sekarat menimbulkan awan debu yang besar, sudah diketahui sangat indah dan memberi inspirasi berkat banyak gambar yang diambil oleh Hubble. Namun, setelah melihat Semut Semut yang terkenal dengan European Space Agency (ESA) Balai Cerap Herschel Space, sekumpulan ahli astronomi menemui pelepasan laser yang tidak biasa yang menunjukkan bahawa terdapat sistem bintang dua di pusat nebula.
Kajian yang bertajuk “Herschel Planet Nebula Survey (HerPlaNS): garis laser penggabungan hidrogen di Mz 3 ", baru-baru ini muncul di Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja. Kajian ini diketuai oleh Isabel Aleman dari University of São Paulo dan Leiden Observatory, dan termasuk anggota dari Pusat Sains Herschel, Observatorium Astrofizik Smithsonian, Institut Astronomi dan Astrofizik, dan beberapa universiti.
Nebula Semut (alias Mz 3) adalah nebula planet bipolar muda yang terletak di buruj Norma, dan mengambil namanya dari lobus kembar gas dan debu yang menyerupai kepala dan badan semut. Pada masa lalu, sifat nebula yang indah dan rumit ini digambarkan oleh NASA / ESA Teleskop Angkasa Hubble. Data baru yang diperoleh oleh Herschel juga menunjukkan bahawa Ant Nebula memancarkan pancaran laser yang kuat dari intinya.
Di ruang angkasa, pelepasan laser inframerah dikesan pada panjang gelombang yang sangat berbeza dan hanya dalam keadaan tertentu, dan hanya sebilangan kecil laser ruang ini yang diketahui. Menariknya, ahli astronomi Donald Menzel - yang pertama kali memerhatikan dan mengklasifikasikan Semut Nebula pada tahun 1920 (oleh itu mengapa ia secara rasmi dikenali sebagai Menzel 3 setelahnya) - yang merupakan salah satu yang pertama menunjukkan bahawa laser boleh terjadi di nebula.
Menurut Menzel, dalam keadaan tertentu "penguatan cahaya oleh pancaran radiasi yang dirangsang" (alias di mana kita mendapat istilah laser) akan berlaku di angkasa. Ini jauh sebelum penemuan laser di makmal, suatu majlis yang disambut setiap tahun pada 16 Mei, yang dikenali sebagai Hari Cahaya Antarabangsa UNESCO. Oleh yang demikian, sangat tepat bahawa makalah ini juga diterbitkan pada 16 Mei, untuk meraikan pengembangan laser dan penemuinya, Theodore Maiman.
Sebagai Isabel Aleman, pengarang utama makalah, menerangkan hasilnya:
"Ketika kita mengamati Menzel 3, kita melihat struktur yang sangat rumit yang terbuat dari gas terion, tetapi kita tidak dapat melihat objek di tengahnya menghasilkan corak ini. Berkat kepekaan dan jarak panjang gelombang yang luas dari observatorium Herschel, kami mengesan jenis pelepasan yang sangat jarang disebut pelepasan laser garis penggabungan hidrogen, yang memberikan cara untuk mengungkapkan struktur dan keadaan fizikal nebula. "
"Pelepasan seperti itu hanya dikenal pasti dalam beberapa objek sebelumnya dan itu adalah kebetulan yang menyenangkan bahawa kami mengesan jenis pelepasan yang disarankan oleh Menzel, di salah satu nebula planet yang dia temukan," tambahnya.
Jenis pelepasan laser yang mereka perhatikan memerlukan gas yang sangat padat dekat dengan bintang. Dengan membandingkan pemerhatian dari observatorium Herschel dengan model nebula planet, pasukan mendapati bahawa ketumpatan gas yang memancarkan laser adalah sekitar sepuluh ribu kali lebih tebal daripada gas yang dilihat pada nebula planet khas, dan di lobus Semut Nebula itu sendiri.
Biasanya, kawasan yang dekat dengan bintang mati - dalam hal ini, jarak antara Saturnus dan Matahari - cukup kosong kerana materialnya dikeluarkan ke luar setelah bintang itu menjadi supernova. Sebarang gas yang berlarutan akan segera jatuh ke atasnya. Tetapi sebagai Profesor Albert Zijlstra, dari Pusat Astrofizik Jodrell Bank dan pengarang bersama kajian ini, meletakkannya:
"Satu-satunya cara untuk menjaga gas padat itu dekat dengan bintang adalah jika mengorbit di sekelilingnya dalam cakera. Dalam nebula ini, kita benar-benar memerhatikan cakera padat di bahagian tengah yang dilihat lebih kurang. Orientasi ini membantu menguatkan isyarat laser. Cakera menunjukkan ada pendamping binari, kerana sukar untuk mengeluarkan gas yang dikeluarkan untuk memasuki orbit kecuali bintang pendamping memesongkannya ke arah yang betul. Laser memberi kita cara unik untuk memeriksa cakera di sekitar bintang yang sedang mati, jauh di dalam nebula planet. "
Walaupun ahli astronomi belum melihat bintang kedua yang diharapkan, mereka berharap tinjauan masa depan dapat mengesannya, sekali gus mendedahkan asal usul laser misteri Semut. Dengan berbuat demikian, mereka akan dapat menghubungkan dua penemuan (iaitu nebula planet dan laser) yang dibuat oleh ahli astronomi yang sama lebih dari satu abad yang lalu. Sebagai Göran Pilbratt, saintis projek Herschel ESA, menambah:
"Kajian ini menunjukkan bahawa Nebula Semut yang khas seperti yang kita lihat hari ini diciptakan oleh sifat kompleks sistem bintang binari, yang mempengaruhi bentuk, sifat kimia, dan evolusi pada tahap akhir kehidupan bintang ini. Herschel menawarkan keupayaan pengamatan yang sempurna untuk mengesan laser luar biasa ini di Semut Nebula. Penemuan ini akan membantu mengekang keadaan di mana fenomena ini berlaku, dan membantu kita memperbaiki model evolusi bintang kita. Ini juga merupakan kesimpulan yang senang bahawa misi Herschel dapat menghubungkan dua penemuan Menzel dari hampir satu abad yang lalu. "
Teleskop ruang angkasa generasi seterusnya yang dapat memberitahu kita lebih banyak mengenai nebula planet dan kitaran hidup bintang termasuk Teleskop Angkasa James Webb (JWST). Setelah teleskop ini sampai ke angkasa pada tahun 2020, ia akan menggunakan kemampuan inframerah canggih untuk melihat objek yang sebaliknya dikaburkan oleh gas dan debu. Kajian-kajian ini dapat mendedahkan banyak tentang struktur dalaman nebula, dan mungkin menjelaskan mengapa mereka secara berkala mengeluarkan "laser ruang".
