らせん星雲：星の死

太陽に似た星の最期

らせん星雲（NGC 7293）は、みずがめ座にある約655光年先の惑星状星雲です。 これは、太陽に似た星の最終段階を示しています。水素とヘリウムを使い果たした後、星は外層を宇宙空間に放出し、膨張する泡を作ります。 中心には、高温で高密度の白色矮星が残り、その温度は10万Kを超えます。

この過程は、安定した星が電子の縮退圧が重力と釣り合う凝縮した形へと移行することを示しています。星の核からの紫外線が周囲のガスを電離し、星雲で観測される特徴的な輝きを生み出します。

ガスの構造とダイナミクス

この星雲は、内部ディスク、外部ハロー、そして*彗星状結節*と呼ばれるフィラメント構造からなる複雑な形態を持っています。これらのガスの凝縮は、数百天文単位にわたり、秒速20〜30 kmで移動しています。

スピッツァー宇宙望遠鏡による赤外線観測では、冷たい領域に塵や分子が存在することが明らかになりました。一方、光学スペクトルでは、水素Hα、酸素[O III]、窒素[N II]の強い放出線が観測されています。 これらの線は、プラズマの温度と密度の勾配を示しています。 ダイナミクスは、磁気流体力学（MHD）の方程式によって支配されており、圧力、放射、磁場が相互に作用しています。

未来の進化：太陽の運命

約50億年後、太陽も同様の運命をたどります。太陽は*赤色巨星*となり、外層を失い、らせん星雲のような惑星状星雲になります。 恒星モデルによると、初期の質量が星雲の最終的な大きさと残存する白色矮星の質量を決定します。 このように、らせん星雲は私たちの宇宙的な未来を垣間見せてくれます。

スペクトル分析と化学組成

分光データは、ヘリウム、酸素、窒素、ネオンの相対的な存在量を明らかにしています。 これらの元素の割合は、外層が放出される前に起こった内部の核反応についての情報を提供します。 これらの測定により、膨張速度 \(v \approx 32 \, \mathrm{km·s^{-1}}\) と放出されたガスの総質量 \(M_g \approx 0.3 \, M_\odot\) を推定することもできます。

天文学史上のらせん星雲

19世紀初頭、ドイツの天文学者カール・ルートヴィヒ・ハーディング（1765-1834）によって発見されたらせん星雲は、最初に特定された惑星状星雲の一つです。 「神の目」というニックネームは、地球から見た環状の形が宇宙の瞳を思わせることに由来します。

現代の分析、特にジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の機器による赤外線観測は、前例のない解像度を提供します。これらは、ガスの三次元分布を明らかにし、恒星風と星間物質の相互作用メカニズムをよりよく理解するのに役立ちます。

ソース：ESA / Hubble Heritage Team、 NASA / JWST、および VizieRカタログ (CDS, ストラスブール)。

N.B.：
らせん星雲は、低質量星（≤ 8 \(M_\odot\)）の恒星ライフサイクルの代表的な例です。これらの現象は、星間物質の化学的豊富化と銀河内の物質のリサイクルに寄与しています。