Планетарні туманності. Туманність Котяче Око

Планетарні туманності. Туманність Котяче Око


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

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 з них складаються з газу і пилу. Англійський астроном У.Хеґґінс виявив, що світло від туманностей відмінне від випромінювання, що йде від звичайних зірок. Спектр перших містить яскраві кольорові лінії, що перемежаються з темними, тоді як у другому випадку подібних чорних смуг не спостерігається.

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

Класифікація

Залежно 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 за основним параметром, природно, позначаються як темні. Дифузні туманності бувають трьох типів:

  • відбивальні;
  • емісійні;
  • залишки наднової.

Емісійні, в свою чергу, підрозділюються 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 світного 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 рожевате світіння.

Туманність Орла, або M16 - чудовий представник цього типу об'єктів. Тут розташовується область зореутворення, безліч молодих, а також масивних гарячих світил. Туманність Орла - місце, де розміщується добре відома ділянка космосу, Стовпи творіння. Ці газові згустки, сформовані під впливом зоряного вітру, є зоною зореутворення. До формування світил тут призводить стиснення газопилових колон під дією сили тяжкості.

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 світло з цієї області космосу йде до нас приблизно сім тисяч років, тому обчислена астрономами подія для нас - тільки справа майбутнього.

Планетарні туманності

Назву наступного типу газопильових хмар, що світяться, було введено У.Гершелем. Планетарна туманність - остання стадія життя зірки. Скидаються світилом оболонки формують характерний малюнок. Туманність нагадує диск, який зазвичай оточує 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, за своїм спектром 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 35 тисяч років, а потім стає сильно розрідженою і небайдужою.

Особливості

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

Планетарна туманність випромінює величезну кількість енергії. Воно значно більше аналогічного показника для центральної зірки. Ядро освіти через свою високу температуру 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 хмару газу, що світиться. Туманність Котяче око розташовується в сузір'ї Дракона і має дуже цікаву складну структуру.

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 виразної центральної 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 15 000 К. Ядро туманності розігріто до 80 000 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, що перевищує 10 000 км/с. Зіткнення рухомої речовини зі статичним викликає сильне підвищення температури газу. В результаті його частинки починають світитися. Часто залишки наднової являють собою не шароподібні освіти, що здається логічним, а туманності самої різної форми. Відбувається так, тому що викинута на величезній швидкості речовина нерівномірно утворює згустки і скупчення.

Слід тисячолітньої давності

Мабуть, найвідоміший залишок надновий - це крабовидна туманність. Зірка, що породила її, вибухнула майже тисячу років тому, в 1054 році. Точну дату вдалося встановити за китайськими літописами, де добре описано її спалах у небі.

Характерний малюнок крабовидної туманності становить газ, викинутий надновою і ще не до кінця змішаний з міжзоряною речовиною. Об'єкт розташовується на відстані 3300 світлових років від нас і безперервно розширюється зі швидкістю 120 км/с.

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

Відображення туманності

Інший тип цих космічних об'єктів складається з холодної суміші газу і пилу, нездатного самостійно випромінювати світло. Відбиваючі 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, проте синє світло в ньому для спостерігача переважає.

Дуже цікава туманність цього типу пов'язана із зіркою Кірга. Світило з скупчення Плеяд вже протягом декількох мільйонів років руйнує пролітаючу повз молекулярну хмару. У результаті впливу зірки частинки туманності вибудовуються в певній послідовності і витягуються у напрямку до неї. Після деякого часу (точний термін невідомий) Вада може повністю зруйнувати хмару.

Темна конячка

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

Чудовий представник цього типу - туманність Конська 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 Конська голова - лише невелика частина протяжної поглинаючої хмари пилу і газу, практично невидимої.

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.