Планетарні туманності. Туманність котяче око

Туманності в космосі - одне з чудес Всесвіту, що вражають своєю красою. Цінні вони не тільки візуальної привабливістю. Дослідження туманностей допомагає вченим вносити ясність у закони функціонування космосу і його об`єктів, коригувати теорії про розвиток Всесвіту і життєвому циклі зірок. Сьогодні про ці об`єкти ми знаємо багато, але далеко не все.

Суміш газу і пилу

Досить тривалий час, аж до середини позаминулого століття, туманності вважалися зоряними скупченнями, віддаленими від нас на значні відстані. Застосування спектроскопа в 1860 році дозволило встановити: багато хто з них складаються з газу і пилу. Англійський астроном У. Хеггинс виявив, що світло від туманностей відмінний від випромінювання, що йде від звичайних зірок. Спектр перший містить яскраві кольорові лінії, що перемежовуються з темними, тоді як у другому випадку подібних чорних смуг не спостерігається.

Подальші дослідження встановили, що туманності Чумацького шляху і інших галактик в основному складаються з гарячої суміші газу і пилу. Нерідко зустрічають і схожі холодні формування. Такі хмари міжзоряного газу також відносяться до туманностям.

Класифікація

У залежності від властивостей складових туманність елементів розрізняють кілька їх типів. Всі вони у великій кількості представлені на просторах космосу і однаково цікаві для астрономів. Туманності, що випромінюють з тієї чи іншої причини світло, прийнято назвати дифузними або світлими. Протилежні їм за основним параметром, природно, позначаються як темні. Дифузні туманності бувають трьох типів:

• відбивні;

• емісійні;

• залишки наднової.

Емісійні, у свою чергу, поділяються на області формування нових зірок (H II) і планетарні туманності. Всі названі типи характеризуються певними властивостями, що роблять їх унікальними і гідними пильного вивчення.

Області формування зірок

Всі емісійні туманності - це хмари світиться газу різних форм. Основний елемент, що становить їх, - водень. Під дією зірки, розташованої в центрі туманності, він іонізується і стикається з атомами більш важких компонентів хмари. Результатом цих процесів стає характерне розоватое світіння.

Туманність Орла, або М16 - чудовий представник цього типу об`єктів. Тут розташовується область зореутворення, безліч молодих, а також масивних гарячих світил. Туманність Орла - місце, де розміщується добре відомий ділянку космосу, Стовпи творіння. Ці газові згустки, сформовані під впливом зоряного вітру, є зоною зореутворення. До формування світил тут призводить стиск газопилових колон під дією сили тяжіння.

Нещодавно вченим стало відомо, що милуватися Стовпами творіння ми зможемо ще тільки тисячу років. Потім вони зникнуть. Насправді руйнування Стовпів сталося приблизно 6000 років тому через вибух наднової. Однак світ із цієї галузі космосу йде до нас приблизно сім тисяч років, тому обчислене астрономами подія для нас - тільки справа майбутнього.

Планетарні туманності

Назва наступного типу світних газопилових хмар було введено У. Гершелем. Планетарна туманність - остання стадія життя зірки. Скидаються світилом оболонки формують характерний малюнок. Туманність нагадує диск, зазвичай навколишній планету при спостереженні її через невеликий телескоп. На сьогоднішній день відомо більше тисячі таких об`єктів.

Планетарні туманності - частина процесу перетворення червоних гігантів на білих карликів. У центрі формування розташовується гаряча зірка, по своєму спектру схожа зі світилами класу О. Її температура досягає 125 000 К. Планетарні туманності в основному мають порівняно невеликі розміри - 0,05 парсек. Велика їх частина розташована в центрі нашої галактики.

Маса газової оболонки, скинутої зіркою, мала. Вона становить десяті частки від аналогічного параметра Сонця. Суміш газу і пилу віддаляється від центру туманності зі швидкістю, що досягає 20 км / с. Оболонка існує приблизно протягом 35000 років, а потім стає сильно розрідженій і нерозрізненої.

Особливості

Планетарна туманність може бути різної форми. В основному, так чи інакше, вона близька до кулі. Розрізняють туманності круглі, кільцеподібні, схожі на гантелі, неправильної форми. Спектри подібних космічних об`єктів включають емісійні лінії світиться газу і центральної зірки, а також іноді лінії поглинання із спектру світила.

Планетарна туманність випромінює величезну кількість енергії. Воно значно більше аналогічного показника для центральної зірки. Ядро освіти через свою високої температури випускає ультрафіолетові промені. Вони іонізують атоми газу. Частинки розігріваються, замість ультрафіолету вони починають випускати видимі промені. Їх спектр і містить емісійні лінії, що характеризують освіту в цілому.

Туманність Котяче око

Природа - майстриня на створення несподіваних і красивих форм. Примітна в цьому плані планетарна туманність, через схожість названа Котячим оком (NGC +6543). Вона була виявлена в 1786 році і стала першою, яку вчені визначили як хмара газу, що світиться. Туманність Котяче око розташовується в сузір`ї Дракона і володіє дуже цікавою складною структурою.

Вона утворилася близько 100 років тому. Тоді центральна зірка скинула свої оболонки і сформувалися концентричні лінії газу і пилу, характерні для малюнка об`єкта. На сьогоднішній день залишається до кінця незрозумілий механізм формування найбільш виразною центральній структури туманності. Поява такого малюнка добре пояснюється розташуванням в серцевині туманності подвійної зірки. Однак поки відомостей, що свідчать на користь такого стану речей, немає.

Температура гало NGC 6543 становить приблизно 15000 К. Ядро туманності розігріто до 80000 К. При цьому центральна зірка в кілька тисяч разів яскравіше Сонця.

Колосальний вибух

Масивні зірки часто закінчують свій життєвий цикл вражаючими «спецефектами». Величезні за своєю потужністю вибухи призводять до втрати світилом всіх зовнішніх оболонок. Вони віддаляються від центру зі швидкістю, перевищує 10000 км / с. Зіткнення рухомого речовини зі статичним викликає сильне підвищення температури газу. У результаті його частинки починають світитися. Часто залишки наднової являють собою не кулясті освіти, що здається логічним, а туманності самої різної форми. Відбувається так, тому що викинуте на величезній швидкості речовина нерівномірно утворює згустки і скупчення.

Наступ тисячолітньої давності

Мабуть, найвідоміший залишок наднової - це крабовидная туманність. Зірка, що породила її, вибухнула майже тисячу років тому, в 1054 році. Точну дату вдалося встановити з китайських літописів, де добре описана її спалах в небі.

Характерний малюнок крабовидної туманності складає газ, викинутий наднової і ще не до кінця що змішалося з міжзоряним речовиною. Об`єкт розташовується на відстані 3300 світлових років від нас і безперервно розширюється зі швидкістю 120 км / с.

У центрі крабовидная туманність містить залишок наднової - нейтронну зірку, яка випускає потоки електронів, що є джерелами безперервного поляризованого випромінювання.

Відображають туманності

Інший тип цих космічних об`єктів складається з холодної суміші газу і пилу, нездатного самостійно випромінювати світло. Відображають туманності світяться за рахунок розташованих поруч об`єктів. Це можуть бути зірки або аналогічні дифузні освіти. Спектр розсіяного світло залишається таким же, як і у його джерел, однак синє світло в ньому для спостерігача переважає.

Дуже цікава туманність цього типу пов`язана із зіркою Меропа. Світило зі скупчення Плеяд вже протягом декількох мільйонів років руйнує пролітає мимо молекулярне хмара. У результаті впливу зірки частинки туманності шикуються в певній послідовності і витягуються у напрямку до неї. Після деякого часу (точний термін невідомий) Меропа може повністю зруйнувати хмару.

Темна конячка

Дифузним формуванням часто протиставляється поглинаюча туманність. Галактика Чумацький шлях має їх чимало. Це дуже щільні хмари пилу і газу, які поглинають світло розташованих за ними емісійних і відбивних туманностей, а також зірок. Ці холодні космічні освіти в основному складаються з атомів водню, хоча в них зустрічаються і більш важкі елементи.

Чудовий представник цього типу - туманність Кінська голова. Вона розташована в сузір`ї Оріон. Характерна для туманності форма, настільки схожа з головою коня, утворилася в результаті впливу зоряного вітру і випромінювання. Об`єкт добре видно завдяки тому, що фоном йому служить яскраве емісійне формування. При цьому туманність Кінська голова - лише невелика частина протяжного поглинаючого хмари пилу і газу, практично невидимого.

Завдяки телескопу Хаббл туманності, в тому числі і планетарні, знайомі сьогодні широкому колу людей. Фотозображення ділянок космосу, де вони розташовуються, вражають до глибини душі і нікого не залишають байдужим.