Планетарні туманності утворюються, коли червоні зірки-гіганти досягають кінця свого гелієвого палива та викидають свої зовнішні шари, стаючи гарячими та щільними білими карликовими зірками розміром із Землю. Матеріал, збагачений вуглецем, створює приголомшливі візерунки, коли його повільно видувають у міжзоряне середовище.
Більшість планетарних туманностей мають круглу форму, але деякі мають вигляд пісочного годинника або схожих на крила, як-от добре відома «Туманність Метелик». Вважається, що ці форми є результатом гравітаційного тяжіння другої зірки, що обертається навколо материнської зірки туманності, в результаті чого матеріал розширюється на дві частки або «крила». Подібно до повітряної кулі, що розширюється, крила з часом ростуть, не змінюючи своєї початкової форми.
Проте нові дослідження показують, що в туманності Метелик щось не так. Коли команда під керівництвом астрономів з Вашингтонського університету порівняла два знімки туманності Метелик, зроблені космічним телескопом Хаббл у 2009 і 2020 роках, вони побачили різкі зміни в матеріалі всередині крил. Як вони повідомлять 12 січня на 241-му засіданні Американського астрономічного товариства в Сіетлі, потужні вітри викликають складні зміни матеріалу всередині крил туманності. Вони хочуть зрозуміти, як така діяльність можлива з того, що має бути «розпорошеною, майже вмираючою зіркою без залишків палива».
«Туманність Метелик є екстремальною за масою, швидкістю та складністю її викидів із центральної зірки, температура якої більш ніж у 200 разів вище, ніж Сонце, але трохи більша за Землю», — сказав керівник групи Брюс Балік, Почесний професор астрономії UW. «Я роками порівнював зображення Хаббла, але ніколи не бачив нічого подібного».
Команда порівняла високоякісні зображення Хаббла, зроблені з інтервалом в 11 років, щоб визначити швидкість і закономірності зростання елементів у крилах туманності. Основну частину аналізу виконав Ларс Борхерт, аспірант Орхуського університету в Данії, який брав участь у цьому дослідженні як студент UW.
Борхерт виявив приблизно пів дюжини «струменів» — починаючи приблизно 2300 років тому й закінчуючи 900 роками тому — виштовхуючи матеріал серією асиметричних потоків. Матеріал у зовнішніх частинах туманності рухається швидко, приблизно 500 миль на секунду, тоді як матеріал ближче до прихованої центральної зірки розширюється набагато повільніше, приблизно в одну десяту цієї швидкості. Шляхи струменів перетинаються, утворюючи «безладні» структури та моделі росту всередині крил.
Багатополярну та швидко мінливу внутрішню структуру туманності непросто пояснити за допомогою існуючих моделей того, як планетарні туманності формуються та еволюціонують, за словами Баліка. Зірка в центрі туманності, яка прихована пилом і сміттям, могла злитися із зіркою-компаньйоном або відтягнути матеріал із сусідньої зірки, створюючи складні магнітні поля та генеруючи струмені.