Žiedinį ūką astronomai pažįsta beveik 250 metų, tačiau tik dabar paaiškėjo, kad jo šerdyje slypi milžiniška mįslė.
Pačiame šio kosminio dulkių ir dujų debesies centre aptiktas didžiulis, keistai tiesus, strypo formos švytinčių jonizuotos geležies atomų telkinys. Tokios struktūros iki šiol nebuvo pastebėta nė viename ūke, o jos neįprastos savybės verčia mokslininkus svarstyti, kaip ji apskritai galėjo susiformuoti.
Astronomų komanda, vadovaujama Rodžerio Vesono (Roger Wesson) iš Kardifo universiteto Jungtinėje Karalystėje, tikisi, kad tolesni kitų ūkų stebėjimai padės aptikti daugiau panašių geležies darinių ir galiausiai paaiškinti jų kilmę.
Žiedinis ūkas yra planetinis ūkas, esantis maždaug už 2 570 šviesmečių Lyros žvaigždyne. Jį 1779 m. atrado prancūzų astronomas Šarlis Mesjė (Charles Messier). Nors tokie danguje švytintys „gumulai“ kartais klaidingai siejami su planetomis, iš tiesų su jomis jie neturi nieko bendra: tai mirštančių, į Saulę panašių žvaigždžių išmesti išoriniai sluoksniai.
Gyvenimo pabaigoje tokios žvaigždės palyginti švelniai nusipurto išorinius apvalkalus, o branduolys subliūkšta į baltąją nykštukę. Kadangi šis procesas vyksta gerokai ramiau nei masyvių žvaigždžių mirtis supernovos sprogime, išmesta medžiaga dažnai suformuoja taisyklingas, beveik sferines struktūras.
Mūsų Galaktikoje žinoma (ar numanoma) tūkstančiai planetinių ūkų, todėl astronomai gana gerai įsivaizduoja, ko iš jų tikėtis. Be to, Žiedinis ūkas yra vienas žymiausių ir išsamiausiai ištirtų objektų, tad mažai kas manė, kad jis dar gali pateikti staigmenų. Vis dėlto būtent taip ir nutiko.
Nauji stebėjimai atlikti 4,2 m Viljamo Heršelio teleskopu, naudojant naują spektrografą WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) didelės integralinės lauko matricos (LIFU) režimu. Ši stebėjimų schema leidžia vienu metu aprėpti didelį dangaus plotą ir gauti išsamius viso objekto spektrinius duomenis.
„Nors Žiedinis ūkas buvo tirtas daugybe skirtingų teleskopų ir prietaisų, WEAVE leido mums pažvelgti į jį visiškai nauju būdu ir gauti gerokai detalesnį vaizdą nei anksčiau“, – aiškina Rodžeris Vesonas.
„Apdoroję duomenis ir peržiūrėję vaizdus, iškart pastebėjome vieną itin ryškų dalyką – iki tol nežinomą jonizuotos geležies atomų ‘strypą’ pačiame gerai pažįstamo žiedo centre.“
Ankstesni Žiedinio ūko spektriniai matavimai dažniausiai buvo atliekami taikant siauro plyšio spektroskopiją: stebimas tik vienas plonas ūko „pjūvis“. Tai paaiškina, kodėl geležies struktūra taip ilgai liko nepastebėta – ji būtų užfiksuota tik tuo atveju, jei spektrografo plyšys tiksliai sutaptų su šio darinio orientacija.
Tačiau sudėtingas aptikimas – tik viena iš mįslės dalių. Iš pirmo žvilgsnio geležies strypas galėtų priminti iš žvaigždės išmetamas čiurkšles, bet duomenys tam nepritaria. Detalesnė analizė parodė, kad Žiedinį ūką sukūrusi baltoji nykštukė nėra strypo centre – ji pasislinkusi, todėl vargiai gali būti šios geležies šaltinis.
Be to, judėjimas taip pat nebūdingas čiurkšlei. Spektrinės emisijos linijos rodo, kad visa struktūra tolsta nuo mūsų. Jei tai būtų dvi priešingomis kryptimis išsiveržusios čiurkšlės, viena jų dalis turėtų artėti, o kita – tolti, tačiau to nematyti.
Paslaptį dar labiau pagilina sudėtis. Ūko centre aptiktas geležies kiekis, prilygstantis maždaug 14 proc. Žemės masės – tai daugiau nei Marso masė – ir beveik vien iš švytinčių, „plikų“ jonizuotos geležies atomų. Kol kas beveik nėra užuominų, kaip toks darinys galėjo atsirasti.
Paprastai ūkuose geležis būna „užrakinta“ dulkių grūdeliuose, o ne laisva ir jonizuota. Dar keisčiau tai, kad kitose ūko emisijose nematyti jokios spinduliuotės, kuri kartotų tą pačią strypo formą.
Viena iš hipotezių teigia, kad kažkokiu būdu buvo sunaikintas didelis dulkių kiekis ir taip į aplinką išlaisvinta geležis. Šiai minčiai neprieštarauja ir Jameso Webbo teleskopo duomenys: jie rodo dulkes abipus geležies strypo, tačiau ne ten, kur matoma geležies emisija.
Vis dėlto kol kas nėra patikimų įrodymų, kad ūke vyktų procesai, galintys išlaisvinti geležį iš dulkių grūdelių. Norint jonizuoti geležį, reikėtų arba labai galingų smūginių bangų, arba itin aukštos temperatūros, tačiau ramus Žiedinio ūko centras tokių reiškinių nerodo.
Buvo svarstyta ir suplėšytos planetos idėja, tačiau ji taip pat prastai dera su stebėjimais. Planetos nuolaužos vargu ar sudarytų tvarkingą, tiesų strypą. Be to, tuomet būtų tikėtinas aiškus judėjimo greičio raštas – orbitinis arba plintantis – kuris neatitinka to, kas išmatuota. Galiausiai planetinėje medžiagoje turėtų būti ir kitų elementų, pavyzdžiui, magnio ar silicio, tačiau jų spektriniai pėdsakai beveik nematomi.
Reikia turėti omenyje ir tai, kad nematome tikrojo trimačio geležies debesies pavidalo. Gali būti, jog struktūra gerokai tęsiasi gilyn mūsų regėjimo kryptimi ir iš tikrųjų labiau primena, pavyzdžiui, pailgą plokštę, į kurią žiūrime briauna.
Kol kas ši istorija lieka didelis klausimas be aiškaus atsakymo. Tai reiškia, kad astronomams teks ieškoti daugiau panašių atvejų ir tikėtis, kad nauji pavyzdžiai padės išnarplioti mįslę.
„Būtų labai keista, jei Žiedinio ūko geležies strypas būtų vienintelis toks visoje Visatoje“, – sako Vesonas. – „Todėl tikimės, kad stebėdami ir analizuodami daugiau panašiai susiformavusių ūkų rasime ir daugiau šio reiškinio pavyzdžių. Tuomet, galbūt, suprasime, iš kur atsiranda ši geležis.“
