À l’aide du radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST), les astronomes ont observé une jeune nébuleuse planétaire connue sous le nom d’IC 4997. Les résultats de la campagne d’observation, présentés dans un article publié le 12 mai sur arXiv.org, fournissent des informations importantes sur la propriétés de cet objet.
Les nébuleuses planétaires (PNe) sont des coquilles en expansion de gaz et de poussière qui ont été éjectées d’une étoile au cours de son évolution d’une étoile de la séquence principale vers une géante rouge ou une naine blanche. Ils sont relativement rares, mais sont importants pour les astronomes qui étudient l’évolution chimique des étoiles et des galaxies.
Situé à environ 8 000 années-lumière de la Terre, IC 4997 est un PN jeune, compact et en évolution rapide dans la constellation du Sagitta. Sa température est d’environ 20 000 K et il a une brillance de surface relativement élevée. Il contient une étoile centrale proéminente avec une température d’environ 49 000 K.
Une équipe d’astronomes dirigée par Xu-Jia Ouyang de l’Université Sun Yat-sen à Zhuhai, en Chine, a récemment effectué des observations radio d’IC 4997 en utilisant le mode de poursuite du récepteur FAST à 19 faisceaux. Le télescope leur a permis de détecter l’absorption d’hydrogène atomique neutre dans ce PN, ce qui peut avoir des implications pour notre compréhension de sa nature.
« L’absorption circumstellaire HI est clairement détectée dans le spectre radio d’IC 4997, la première détection de ce type par FAST. Cette caractéristique provient d’une coquille associée à l’une des composantes de vitesse des lignes Na ID », ont écrit les chercheurs dans l’article.
La découverte est importante étant donné que le nombre de PNe avec des détections d’hydrogène atomique neutre circumstellaire est extrêmement faible, par rapport au nombre total de PNe galactiques vérifiés (environ 3 800). La découverte et l’étude de ces caractéristiques pourraient améliorer nos connaissances sur la masse et la dynamique du bilan de gaz atomique dans le PNe.
Le spectre FAST à haute résolution et haute sensibilité a permis aux chercheurs d’estimer avec précision les paramètres de l’absorption HI circumstellaire. La vitesse locale standard de repos (LSR) de l’absorption maximale a été mesurée à -63,27 km / s, et la pleine largeur à mi-hauteur (FWHM) s’est avérée être de 12,74 km / s. En ce qui concerne la densité de flux d’absorption maximale, elle a été calculée à -8,07 mJy, tandis que la densité de flux intégrée s’est avérée être à un niveau de -136,7 mJy km/s.
L’étude a révélé que le nombre total d’atomes d’hydrogène dans la couche atomique d’IC 4997 est d’environ 17 septendecillions. Cette coquille atomique d’hydrogène a une masse d’environ 0,0146 masse solaire et les résultats suggèrent qu’elle a été éjectée il y a au moins 990 ans pendant la phase de supervent. La densité de colonne de l’hydrogène atomique neutre a été estimée à environ 710 quintillions cm-2.
Les astronomes ont noté que l’hydrogène neutre dans IC 4997 est comparable à la nébuleuse ionisée en masse, et peut avoir augmenté au cours des 36 dernières années. Cependant, la masse nébulaire totale est encore bien inférieure à celle attendue pour le supervent. Ils ont ajouté que leur détection démontre la faisabilité de l’utilisation de FAST pour rechercher de l’hydrogène atomique dans un grand échantillon de PNe et pour révéler de nouvelles informations sur le soi-disant problème de masse manquante de PN.
Xu-Jia Ouyang et al, recherche FAST d’hydrogène atomique circumstellaire–I: la jeune nébuleuse planétaire IC 4997. arXiv:2205.06170v1 [astro-ph.SR], arxiv.org/abs/2205.06170
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