En planetarisk nebulosa är det lik som finns kvar när en stjärna dör. När planetariska nebulosor observerades för första gången med ett teleskop, de presenterade en ungefär cirkulär form, liknar gasjättens planeter. Därav deras namn, som förblir i bruk trots att de skiljer sig mycket från planeter. Artikeln som nyligen publicerades av Astronomi &Astrofysik är den första detaljerade studien av en galaktisk planetarisk nebulosa med MUSE-integralfältspektrografen på ESO:s Very Large Telescope (VLT). Detta arbete har avslöjat oväntad komplexitet i gasen och dammet som drivs ut av en jättelik röd stjärna i slutet av sin livstid. Fördelningen av temperaturer och densiteter inom nebulosan utmanar nuvarande tekniker för att reda ut historien om bildningsprocesserna och visar potentialen hos MUSE-instrumentet för att revidera forskning om planetariska nebulosor.

Utseendet på nebulosan NGC 7009, känd som Saturnusosan på grund av dess likhet med den ringade planeten, antyder dess komplexitet. Denna nebulosa visar en serie strukturer som är associerade med olika atomer och joner. "Studien visade att dessa strukturer representerar verkliga skillnader i egenskaper inom nebulosan, såsom högre och lägre densitet, såväl som högre och lägre temperaturer, " förklarar Jeremy Walsh, forskare vid European Southern Observatory (ESO) och första författare till studien. Walsh rapporterar att en av implikationerna är att "historiska - och enklare - studier baserade på det morfologiska utseendet hos planetariska nebulosor verkar signalera viktiga länkar till de underliggande förhållandena i gasen."

Med ett enda skott, MUSE kan få 900, 000 spektra av små fläckar på himlen, som kan ge tillräckligt med data för år av analyser. Genom att reda ut informationen begravd i denna enorma mängd spektra, teamet som ansvarar för undersökningen har erhållit kartor över upp till fyra temperaturer och tre tätheter, alla olika, visar att gasen inuti denna nebulosa inte är enhetlig.

"Närvaron av damm i en nebulosa kan också härledas från förändringen i färg mellan olika utsläppslinjer av väte, vars förväntade färg kan bestämmas med atomteori, " säger Ana Monreal Ibero, andra författare till artikeln och forskare vid IAC. Hon tillägger:"Vårt team fann att fördelningen av damm i nebulosan inte är enhetlig, men visar ett fall vid kanten av det inre gasskalet. Detta resultat tyder på skarpa förändringar i utstötningen av damm under de sista dödsskallarna av stjärnan av soltyp eller, alternativt, lokal dammbildning och förstörelse. Å andra sidan, helium är ett grundämne som förväntas skjutas ut jämnt från den gamla stjärnan. Denna förväntning testades av författarna som kartlade mängden av detta element i NGC 7009. Intressant nog, de hittade uppenbara variationer efter skalmorfologin hos nebulosan. Detta innebär att nuvarande metoder för att bestämma helium behöver förbättras, eller att antagandet att överflödet är enhetligt bör avvisas."

Dessa slutsatser visar den viktiga roll MUSE har i studiet av planetariska nebulosor och öppnar dörren för liknande arbete med fler nebulosor. Sådana studier bör möjliggöra mer allmänna slutsatser som leder till förbättringar i förståelsen av nebulosor i hela universum.