Το Νεφέλωμα Horsehead (η επίσημη ονομασία του είναι Barnard 33) είναι ένα από τα πιο διάσημα αντικείμενα στον ουρανό. Σε φωτογραφίες που τραβήχτηκαν ακόμη και με τη χρήση ερασιτεχνικών τηλεσκοπίων, φαίνεται πολύ εντυπωσιακό. Τι είναι αυτό το αντικείμενο και μοιάζει πάντα με τις συνηθισμένες φωτογραφίες στο οπτικό εύρος;
Πού ζει το διαστημικό άλογο
Το Νεφέλωμα Horsehead βρίσκεται στον αστερισμό του Ωρίωνα - την περιοχή του ουρανού που είναι πιο πλούσια σε ενδιαφέροντα αντικείμενα - ακριβώς κάτω από το φωτεινό αστέρι Alnitak (το αριστερό αστέρι της Ζώνης του Ωρίωνα). Η απόσταση από αυτό είναι περίπου 1600 έτη φωτός (περίπου 490 parsecs). Δεν είναι πολύ μακριά? για τα γαλαξιακά πρότυπα, είναι η γειτόνισσα μας.
Ωστόσο, δεν είναι εύκολο να το παρατηρήσετε με ερασιτεχνικά τηλεσκόπια, αν και είναι δυνατό να το φωτογραφίσετε, ειδικά εάν βάλετε ένα ειδικό φίλτρο στο φακό που μεταδίδει μόνο μία από τις φασματικές ζώνες φωτός που εκπέμπεται από ιονισμένο υδρογόνο. Το γεγονός είναι ότι το Barnard 33 είναι ορατό σε εμάς με φόντο ένα άλλο νεφέλωμα - ένα νεφέλωμα εκπομπής που ακτινοβολεί έντονα ακριβώς σε αυτή τη ζώνηφάσμα. Με την εφαρμογή αυτού του φίλτρου, η φωτογραφία του κεφαλιού του αλόγου μοιάζει με αυτό (δείτε παρακάτω).
Βγαίνουμε από το σύννεφο
Αν κοιτάξετε προσεκτικά τη φωτογραφία του νεφελώματος, μπορείτε να δείτε ότι φαίνεται να αναδύεται από ένα γιγάντιο σκοτεινό σύννεφο που φωτίζεται από αστέρια. Αυτό το μεγαλειώδες θέαμα μπορεί να σοκάρει και να συναρπάσει έναν άνθρωπο, ειδικά αν θυμάστε ότι ο «λαιμός» και το «κεφάλι» του διαστημικού αλόγου καταλαμβάνουν μια περιοχή του διαστήματος με διάμετρο περίπου 3,5 έτη φωτός.
Ο τεράστιος σχηματισμός του οποίου αποτελούν ένα μικρό μέρος, με τη σειρά του, είναι απλώς ένα στοιχείο μιας ακόμη πιο μεγαλειώδους δομής μήκους εκατοντάδων ετών φωτός. Αυτή η δομή περιλαμβάνει μεγάλα διαστρικά νέφη σκόνης και αερίου, φωτεινά διάχυτα νεφελώματα, σκοτεινά σφαιρίδια - απομονωμένα σύννεφα αερίου και σκόνης, νεαρά αστέρια που σχηματίζονται. Όλο αυτό το σύμπλεγμα ονομάζεται «Μοριακό Νέφος του Ωρίωνα».
Nature of the Dark Horsehead Nebula
Ο όρος "σκοτεινό" σημαίνει ότι απορροφά φως, αλλά δεν το εκπέμπει ούτε το διασκορπίζει το ίδιο και είναι ορατό στο οπτικό εύρος μόνο επειδή η σιλουέτα του προστατεύει το φως από το νεφέλωμα εκπομπής IC 434 πίσω του.
Τέτοια αντικείμενα είναι σχετικά πυκνά (με τα διαστρικά πρότυπα), πολύ μακριά σύννεφα αερίου και σκόνης. Χαρακτηρίζονται από πολύ ακανόνιστα και ασαφή όρια και συχνά έχουν πολύπλοκα ακανόνιστα σχήματα.
Αυτά τα σύννεφακρύο, η θερμοκρασία τους δεν υπερβαίνει πολλές δεκάδες, μερικές φορές ακόμη και μονάδες, kelvin. Το αέριο υπάρχει εκεί σε μοριακή μορφή και υπάρχει επίσης διαστρική σκόνη - στερεά σωματίδια μεγέθους έως 0,2 μικρά. Η μάζα της σκόνης είναι περίπου το 1% της μάζας του αερίου. Η συγκέντρωση μιας ουσίας σε ένα τέτοιο μοριακό νέφος μπορεί να είναι από 10-4 έως 10-6 σωματίδια ανά κυβικό εκατοστό.
Το μεγαλύτερο από τα σύννεφα μπορεί να φανεί με γυμνό μάτι, όπως ο Καρβουνοσάκος στον αστερισμό του Σταυρού του Νότου ή ο Μεγάλος Λάκκος στον αστερισμό του Κύκνου.
Πορτραίτο υπερύθρων
Η ανάπτυξη της αστρονομίας όλων των κυμάτων έδωσε τη δυνατότητα να δούμε τον κόσμο στο ευρύτερο φάσμα των εκδηλώσεών του. Εξάλλου, τα φυσικά αντικείμενα είναι ικανά να ακτινοβολούν όχι μόνο στην οπτική περιοχή. Επιπλέον, αυτό το εύρος συχνοτήτων - το μόνο διαθέσιμο στην άμεση αντίληψή μας - είναι πολύ στενό και αντιπροσωπεύει μόνο ένα μικρό κλάσμα όλης της ακτινοβολίας από το διάστημα.
Οι υπέρυθρες ακτίνες μπορούν να πουν πολλά για διάφορα διαστημικά αντικείμενα. Έτσι, στη μελέτη των μοριακών νεφών, αποτελούν πλέον απαραίτητο εργαλείο. Απορροφώντας το φως των οπτικών συχνοτήτων, το νέφος αναπόφευκτα θα το εκπέμπει ξανά στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος και αυτή η ακτινοβολία θα μεταφέρει πληροφορίες για τη δομή του νεφελώματος και για τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτό. Η σκόνη δεν αποτελεί εμπόδιο σε αυτές τις ακτίνες.
Το 2013, με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου. Το Hubble κατέγραψε μια από τις πιο αξιοσημείωτες εικόνες του Νεφελώματος Horsehead. Φωτογραφία που τραβήχτηκε σε μήκη κύματος 1,1 μm (μπλε επικάλυψη) και 1,6 μm(Πορτοκαλί χρώμα); βόρεια στα αριστερά. Αλλά δεν μοιάζει πια με άλογο.
Τι υπάρχει μέσα;
Οι υπέρυθρες εικόνες φαίνεται να αφαιρούν την κουρτίνα σκόνης από το νεφέλωμα, με αποτέλεσμα να γίνεται ορατή η δομή του νέφους του Barnard 33. Ο δυναμισμός των εξωτερικών περιοχών του είναι απόλυτα ορατός: υπάρχει εκροή αερίου υπό την επίδραση σκληρής ακτινοβολίας από νεαρά καυτά αστέρια. Ένα από αυτά τα φωτιστικά βρίσκεται στην κορυφή του σύννεφου.
Η κατάρρευση του νέφους οφείλεται επίσης στην ιονίζουσα ακτινοβολία από το νεφέλωμα εκπομπής IC 434. Κοιτάζοντας τώρα την οπτική εικόνα, η λάμψη γύρω από την άκρη του Barnard 33 είναι εντυπωσιακή - το μέτωπο ιονισμού, όπου τα ενεργητικά φωτόνια συναντώνται με τα εξωτερικά στρώματα του σύννεφου. Όλες αυτές οι ακτινοβολίες, που ιονίζουν το αέριο, το «σβήνουν» κυριολεκτικά. Επιταχύνοντας σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο, φεύγει από το σύννεφο. Έτσι, το κεφάλι του αλόγου λιώνει σταδιακά και σε μερικά εκατομμύρια χρόνια θα εξαφανιστεί τελείως.
Η υπέρυθρη εικόνα μεγάλου μήκους κύματος δείχνει μια διαφορετική δομή μέσα στο νεφέλωμα: ένα τόξο αερίου είναι καθαρά ορατό όπου βλέπουμε τη γνωστή σιλουέτα ενός αλόγου στην οπτική.
Χημεία του νέφους αερίου και σκόνης
Επειδή τα σκοτεινά νεφελώματα είναι εξαιρετικά κρύα, η δική τους ακτινοβολία πέφτει στο τμήμα μεγάλου μήκους κύματος του φάσματος. Ως εκ τούτου, η χημική σύσταση τέτοιων νεφών μελετάται αναλύοντας τις κορυφές των φασμάτων μικροκυμάτων και ραδιοφώνου - τις λεγόμενες υπογραφές, τις φασματικές υπογραφές ορισμένων μορίων. Η υπέρυθρη ακτινοβολία από τη σκόνη διερευνάται επίσης.
Το κύριο συστατικό κάθε νεφελώματος είναι, φυσικά, το υδρογόνο - περίπου το 70% του. Ήλιο - περίπου 28%; το υπόλοιπο οφείλεται σε άλλες ουσίες. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι συγκεντρώσεις τους σε διαφορετικά νεφελώματα μπορεί να διαφέρουν. Υπογραφές νερού, μονοξειδίου του άνθρακα, αμμωνίας, υδροκυανίου, ουδέτερου άνθρακα και άλλων ουσιών που είναι κοινές στα διαστρικά νέφη βρέθηκαν στα φάσματα Horsehead. Υπάρχουν επίσης οργανικές ενώσεις: αιθανόλη, φορμαλδεΰδη, μυρμηκικό οξύ. Ωστόσο, υπήρχε και κάποια άγνωστη γραμμή.
Το 2012, αναφέρθηκε ότι το μόριο που ευθύνεται για αυτή τη μυστηριώδη υπογραφή είχε επιτέλους βρεθεί. Αποδείχθηκε ότι ήταν μια απλή ένωση υδρογονάνθρακα C3H+. Είναι ενδιαφέρον ότι υπό γήινες συνθήκες ένα τέτοιο μοριακό ιόν δεν θα ήταν σταθερό, αλλά στο διαστρικό νεφέλωμα, όπου η ύλη είναι εξαιρετικά σπάνια, τίποτα δεν την εμποδίζει να υπάρχει.
Φυτώριο αστεριών
Ψυχρά και πυκνά μοριακά νέφη είναι η πηγή σχηματισμού άστρων, το λίκνο των μελλοντικών αστεριών και των πλανητικών συστημάτων. Στη θεωρία του σχηματισμού άστρων, ορισμένες λεπτομέρειες αυτής της διαδικασίας είναι ακόμα ασαφείς. Αλλά το ίδιο το γεγονός της ύπαρξης πρωτοαστρικών αντικειμένων σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης σε σκοτεινά νεφελώματα, καθώς και πολύ νεαρά αστέρια, έχει αποδειχθεί χρησιμοποιώντας μεγάλο αριθμό δεδομένων παρατήρησης.
Η Κεφάλι Αλόγου στον αστερισμό του Ωρίωνα δεν αποτελεί εξαίρεση. Γενικά, ολόκληρο το γιγάντιο μοριακό Νέφος του Ωρίωνα χαρακτηρίζεται από ένα ενεργόσχηματισμός αστεριών. Και στις πυκνές περιοχές του Barnard 33, συνεχίζονται οι διαδικασίες γέννησης των αστεριών. Για παράδειγμα, ένα φωτεινό αντικείμενο σχεδόν στο «στεφάνι» του είναι ένα νεαρό φωτιστικό που δεν έχει φύγει ακόμη από το «φυτώριο» σκόνης και αερίων. Υπάρχουν παρόμοια αντικείμενα στην περιοχή όπου το νεφέλωμα ενώνεται με το μεγάλο σύννεφο. Έτσι, το «φυτώριο αστεριών» στο Horsehead λειτουργεί και τελικά θα οδηγήσει στην καταστροφή αυτής της θεαματικής κοσμικής δομής.
