Наука и космос

Газовая туманность

Газовая туманность в космосе – это удивительная вещь. Названные в честь латинского слова «облако», туманности – это не только массивные облака пыли, водорода, гелия и плазмы; они также часто являются «звездными питомниками» – то есть местом, где рождаются звезды.

Откуда во Вселенной берутся газовые туманности?

В течение некоторого времени ученые и астрономы осознавали, что космос в действительности не является полным вакуумом. Фактически, он состоит из частиц газа и пыли, известных под общим названием Межзвездная среда (ISM). Приблизительно 99% ISM состоит из газа, в то время как около 75% его массы принимает форму водорода, а остальные 25% – гелия.

Межзвездный газ состоит частично из нейтральных атомов и молекул, а также из заряженных частиц (или плазмы), таких как ионы и электроны. Этот газ чрезвычайно разрежен, со средней плотностью около 1 атома на кубический сантиметр. Напротив, атмосфера Земли имеет плотность приблизительно 30 квинтиллионных молекул на кубический сантиметр (3,0 x 10 19 на см³) на уровне моря.

Несмотря на то, что межзвездный газ очень рассеян, некоторое количество вещества скапливается на огромных расстояниях между звездами. И в конечном итоге, при достаточном гравитационном притяжении, эта материя может объединяться и разрушаться, образуя звезды и планетные системы.

Формирование туманности

По сути, туманность образуется, когда части межзвездной среды подвергаются гравитационному коллапсу. Взаимное гравитационное притяжение заставляет молекулы слипаться, образуя области все большей и большей плотности. Из-за этого в центре коллапсирующего материала могут образовываться звезды, ультрафиолетовое ионизирующее излучение, которых делает видимым окружающий газ на оптических длинах волн.

Большинство туманностей имеют огромные размеры, их диаметр достигает нескольких сотен световых лет. Хотя они и плотнее окружающего их пространства, большинство туманностей гораздо менее плотно, чем любой вакуум, созданный в земной среде. Фактически, туманность, подобная по размеру Земле, будет иметь массу всего несколько килограммов.

Форма газовых туманностей

Газовая туманность может принимать разную форму. Некоторые выглядят как кольцо со звездочкой в центре (планетарные туманности). Некоторые выглядят как светящиеся волокна. Многие туманности имеет совсем разнообразную форму, даже в форме кляксы бывают. Другие, при наблюдении через светофильтр, выглядят как отдельные волокна. Такова известная Крабовидная туманность.

Классификация туманностей

Диффузные туманности

Большинство туманностей попадают в категорию диффузных туманностей, что означает, что они не имеют четко определенных границ.

Их можно разделить на две дополнительные категории в зависимости от их поведения с видимым светом – «эмиссионные туманности» и «отражательные туманности» (или газово – пылевые туманности).

Эмиссионные (газовые) туманности – это те, которые испускают излучение спектральной линии от ионизированного газа, и их часто называют областями HII, потому что они, в основном, состоят из ионизованного водорода. Напротив, отражающие диффузные газовые туманности не испускают значительного количества видимого света, но все еще светятся, потому что они отражают свет от соседних звезд.

Темные туманности

Существуют также так называемые темные туманности (темная газовая туманность), непрозрачные облака, которые не испускают видимого излучения и не освещаются звездами, но блокируют свет от светящихся объектов позади них. Подобно туманностям эмиссии и отражения, темно – газовые туманности в астрономии являются источниками инфракрасного излучения, главным образом из-за присутствия в них пыли. В тех частях туманностей, которые полупрозрачны в оптическом диапазоне, хорошо заметна волокнистая структура.

Остатки сверхновых

Некоторые туманности образуются в результате взрывов сверхновых и, следовательно, классифицируются как туманности остатков сверхновых. В этом случае короткоживущие звезды испытывают взрыв в своих ядрах, что сдувает их внешние слои. Этот взрыв оставляет «остаток» в виде компактного объекта – то есть нейтронной звезды – и облака газа и пыли, которое ионизируется энергией взрыва.

Планетарные туманности

Другие туманности могут образовываться в виде планетарных туманностей, в которые входит звезда малой массы, вступающая в заключительную стадию своей жизни. В этом сценарии звезды входят в фазу Красного Гиганта, медленно теряя свои внешние слои из-за вспышек гелия внутри. Когда звезда потеряла достаточно материала, ее температура возрастает, и излучаемое ею ультрафиолетовое излучение ионизирует окружающий ее материал.

История наблюдения туманностей

Многие туманные объекты были замечены астрономами в ночном небе во времена античности и средневековья.

В своей книге «Неподвижные звезды», написанной в 964 году н. э. Персидский астроном Абдуррахман ас-Суфи сделал первое наблюдение настоящей туманности.

К 17 веку улучшения в телескопах привели к первым подтвержденным наблюдениям туманностей. Это началось в 1610 году, когда французский астроном Николя-Клод Фабри де Пейреск сделал первое зарегистрированное наблюдение туманности Ориона.

К 18 веку число наблюдаемых туманностей стало увеличиваться, и астрономы начали составлять их списки. В 1715 году Эдмунд Галлей опубликовал список из шести туманностей – M11 , M13 , M22 , M31 , M42 и шарового скопления Омега Центавра (NGC 5139).

В 1746 году французский астроном Жан-Филипп де Шезо составил список из 20 туманностей, в том числе восемь, которые ранее не были известны. А в 1781 году Шарль Мессье составил свой каталог из 103 «туманностей» (теперь называемых объектами Мессье), хотя некоторые из них были галактиками и кометами.

Начиная с 1864 года английский астроном Уильям Хаггинс начал дифференцировать туманности на основе их спектров. Примерно треть из них имела спектр излучения газа (т.е. эмиссионные туманности). К 1922 стало ясно, что многие из ранее наблюдавшихся туманностей на самом деле были далекими спиральными галактиками.

В том же году Эдвин Хаббл объявил, что почти все туманности связаны со звездами и что их освещение исходит от звездного света. С тех пор число истинных туманностей (в отличие от звездных скоплений и далеких галактик) значительно возросло, и их классификация была усовершенствована.

Вы можете обсудить статью на тему газовая туманность на нашем форуме, достаточно нажать на кнопку ниже.

Метки
Обсудить статью на форуме

Администратор

Впереди еще много нового!

Related Articles

Back to top button
Close