Две звезды, найденные с помощью Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории, сформировали одну из самых странных планетарных туманностей. Это новый наблюдательный результат, подтверждающий механизм рождения этих причудливых и наиболее разнообразных явлений во Вселенной. Планетарные туманности не имеют ничего общего с планетами. Это светящиеся оболочки газа и пыли, окружающие белые карлики, которые некогда были похожими на Солнце звездами. Вещество для туманности также представляют эти звезды. Умирая, они выбрасывают атмосферу в окружающее пространство. Часть материи выпускается во все стороны, часть же испускается в виде сильных струй. Зачастую эти потоки очень узки и практически не расходятся при движении по Вселенной. Такие струи есть и у обсуждаемой туманности Флеминг 1, открытой более ста лет назад Вильгельминой Флеминг. В 1880-х годах Флеминг была горничной у директора обсерватории Гарвардского колледжа, после чего она попала в группу обработки наблюдательных данных (в Гарварде была образована мощная группа вычислителей, почти исключительно женщин, аналогичная тем, что создавались в СССР в академических институтах для проведения вычислений на механических машинах). Флеминг умудрилась открыть 59 туманностей, более 310 переменных и 10 новых звезд.

Образование таких симметричных струй, какие наблюдаются у Флеминг 1, пока вызывает споры, но усилия астрономов под руководством Генри Боффина, сотрудника Обсерватории, объединили наблюдения при помощи своего основного телескопа с математическим моделированием, чтобы наконец разрешить эту загадку. В центре туманности Флеминг 1 обнаружились два белых карлика, а не один. Орбитальный период их обращения вокруг общего центра масс составляет 1.2 дня. Это редкая ситуация, хотя двойные системы довольно часто находятся в подобных условиях, и одной из их звезд часто бывает белый карлик, но вот сразу два белых карлика встречаются очень редко. При помощи спектрометра, установленного на телескопе, изучались различные параметры двойной системы – орбиты ее звезд, химический состав, температуру. Массы звезд системы составляют от 0.5 до 0.86 масс Солнца для одной и от 0.7 до 1.0 для другой. То, что обе звезды являются карликами, удалось понять по вариациям яркости двойной звезды. Точнее, по их отсутствию. Если бы двойная система состояла из белого карлика и обычной звезды, удалось бы заметить изменения. Обычная звезда была бы захвачена приливными силами, и одна ее сторона всегда была бы обращена к карлику. Его высокая температура нагревала бы обращенную к нему сторону звезды, а из-за вращения системы к нам поочередно обращалась одна из сторон – то холодная, тогда яркость звезды была бы меньше, то горячяя – и яркость при этом возросла бы.

«Происхождение красивых и сложных очертаний туманности Флеминг 1 и объектов, похожих на нее, много десятилетий было предметом споров, – говорит Генри Боффин. – Астрономы и раньше предполагали, что у этой туманности в центре двойная звезда, но они всегда считали, что двойная система имеет большой размер, с орбитальным периодом обращения в десятилетия или даже больше. Благодаря наблюдениям и построенной нами модели, которые позволили нам изучить эту необычную систему в деталях и заглянуть глубоко в центр туманности, мы установили, что эта двойная система в несколько тысяч раз меньше».

Туманность Флеминг 1 является центрально-симметричной, две ее струи, как хорошо видно на первом изображении, симметричны относительно центра, хотя, конечно, не все ее области симметричны. Как и подобает планетарной туманности, в ней есть совершенно уникальные части, но общий силуэт формируется выбрасываемыми в противоположные стороны струями. Их форма и, главное, симметричность, были получены при помощи моделирования, основанного на данных о двойной системе в центре. Именно двойная звезда, дающая материал для туманности и сама же придающая ей форму, определяет видимую нами структуру. По мере старения одной из звезд она расширилась, став красным гигантом. В течение некоторого времени в продолжение этого процесса звезда перетягивала материю со своего компаньона. В результате звезда-вор оказалась окружена аккреционным диском, состоящим частично из материала второй звезды, а частично из потерянной атмосферы гиганта. Такой диск формируется, когда вещество звезды пересекает определенную границу, называемую полостью Роша. Все находящееся внутри этой области вещество гравитационно связано со своей центральной звездой и не может вырваться наружу. Когда полость Роша переполняется и вещество оказывается за ее границей, оно отбрасывается от звезды и захватывается другим близлежащим телом, например, вторым компонентом двойной звезды, формируя аккреционный диск. Из-за того, что диск этот окружал не одну звезду, фактически находясь в поле притягивающего центра, но также возмущался движением второй звезды системы, его плоскость не сохранялась. Прецессируя, диск выбрасывал материю в две стороны, перпендикулярно своей плоскости. Благодаря этим двум струям мы наблюдаем симметрию, а благодаря прецессии – искривления струй и все причудливые формы туманности. Кроме симметричных струй, наблюдения при помощи Очень большого телескопа позволили открыть кольцо вещества в центре туманности. Такие плотные кольца материи также являются указанием на двойную звезду, создающую туманность.