[论文解读] The filamentary Multi-Polar Planetary Nebula NGC 5189

L. Sabin, R. Vázquez+3 more|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|Mar 6, 2012

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 7

一句话总结

本研究揭示NGC 5189为一个四极行星状星云，具有两个嵌套的、对称的双极喷流，由红外环面和光学环面驱动。高分辨率光谱与多波段成像显示，这些环面之间的相互作用，特别是冷而致密的红外环面，解释了星云的扭曲形态与复杂运动学，证实了中心系统存在多次喷发、对称轴进动的双极喷流。

ABSTRACT

We present a set of optical and infrared images combined with long-slit, medium and high dispersion spectra of the southern planetary nebula (PN) NGC 5189. The complex morphology of this PN is puzzling and has not been studied in detail so far. Our investigation reveals the presence of a new dense and cold infrared torus (alongside the optical one) which probably generated one of the two optically seen bipolar outflows and which might be responsible for the twisted appearance of the optical torus via an interaction process. The high-resolution MES-AAT spectra clearly show the presence of filamentary and knotty structures as well as three expanding bubbles. Our findings therefore suggest that NGC 5189 is a quadrupolar nebula with multiple sets of symmetrical condensations in which the interaction of outflows has determined the complex morphology.

研究动机与目标

• 为解决NGC 5189这一具有多重双极结构的南天行星状星云的复杂且混乱的形态。
• 确定扭曲光学环面及其运动学不对称性的成因。
• 识别并表征多重喷流的存在及其相互作用机制。
• 研究致密冷红外环面在塑造星云形态与运动学中的作用。
• 澄清星云结构是否源于具有进动对称轴的周期性质量抛射。

提出的方法

• 利用拉斯坎帕纳斯天文台的Swope与du Pont望远镜获取新的光学与红外成像数据。
• 分析来自中红外实验（MSX）与广域红外巡天望远镜（WISE）的档案中红外数据。
• 利用澳大利亚英美望远镜（AAT）上的多元素光谱仪（MES）获取长缝、中等与高分辨率光谱。
• 对发射线（Hα、[O III]、[N II]、[S II]）进行运动学分析，测量星云各区域的径向速度与膨胀速度。
• 通过光学与红外图像的形态比较，识别对称轴与结构组分。
• 利用速度图与位置-速度剖面追踪气泡与致密云 Knot 的膨胀，识别出不同的喷流组分。

实验结果

研究问题

• RQ1 是什么导致了NGC 5189中光学环面的扭曲、翘曲形态？
• RQ2 是否存在致密冷红外环面，可能负责其中一条双极喷流？
• RQ3 星云结构的运动学特征如何支持多重嵌套双极喷流的模型？
• RQ4 红外环面与光学环面之间的相互作用在塑造星云复杂形态中起什么作用？
• RQ5 观测到的速度结构能否由中心双星系统周期性、进动的喷流解释？

主要发现

• 新发现一个致密且冷的红外环面，与星云中心的腰部区域重合，可能驱动了两个主要双极喷流之一。
• 新发现的红外环面与光学环面之间的相互作用解释了后者扭曲的外观，排除了简单翘曲环面模型的可能性。
• 高分辨率MES-AAT光谱揭示了三个膨胀气泡，其膨胀速度分别为35 km s⁻¹（西北方向）、33 km s⁻¹（中心区域）和44 km s⁻¹（东南方向），表明存在多次喷发事件。
• 在星云的极端边缘测得最高径向速度，达到-46 km s⁻¹与+52 km s⁻¹，与沿对称轴方向膨胀的物质一致。
• 北部与南部瓣状结构（AA与CC）中的彗星状致密云 Knot 展现出对称的速度：+11 km s⁻¹与-10 km s⁻¹，表明它们属于同一对称结构。
• 运动学与形态学数据支持一个四极结构，包含两个不同、嵌套且对称的双极喷流，每个喷流均与一个环面及一对瓣状结构相关。