Як влаштовані зоряні туманності

 

З тих пір, як Хаббл дав людству можливість побачити своїми очима чудові знімки далекого космосу, перед нами відкрилася справжня фантасмагорія. Крізь ультрафіолетові та інфрачервоні фільтри апарату Всесвіт заясніла самоцвітами – початку приотркрывать перед астрономами свої загадки. Вчені ніби знайшли, нарешті, машину часу – адже світло далеких зірок добирається до Землі мільйони років, і дивлячись у нічне небо, ми бачимо давні інші світи, давно згаслі зірки та наднові, що насправді вже догстигшие «повноліття». Зоряні туманності – це, мабуть, найкрасивіші і хвилюють уяву космічні об’єкти, суть яких довго залишалася людям незрозумілою. Але сьогодні існує більш-менш чітка класифікація цих «вічних» субстанцій – подібно людям, зірки народжуються з цієї пилу і знову нею стають в кінці своєї еволюції.

Історія відкриттів

Андромеда

Що ж таке туманність? Раніше, коли можливість придивлятися до глибин космосу була обмеженою, «туманностями» називали практично все, що не мало чітких обрисів, світилося і було відносно нерухомим. Тому найближча до нас колосальна спіральна галактика M31 (NGC 224) помилково було названо Туманністю Андромеди (на фото). В ту ж категорію було записано Скупчення Геркулеса, на ділі є кульовим зоряним скупченням. Втім, ці помилки дійсно варто пробачити – адже дослідження проводилися ще в 1787 році Шарлем Месьє, що займався пошуками комет. Саме тоді його увагу прикували нерухомі небесні тіла.

З появою апарату «Лундмарк» вдалося зробити більш точний аналіз їх природи: відокремили галактики від туманностей, виявили світяться зоряні хмари і виділили кілька причин, за якими всі інші скупчення світяться. Однак не всі помилки були виправлені: на початку 20 століття вважалося, що туманності бувають або пиловими, або газовими – тому відомий дослідник Б. А. Воронцов-Вельямінов поміщав їх у різні розділи своїх книг. Сучасні вчені вже не сумніваються, що будь-яке подібне скупчення міжзоряного речовини містить як пил, так і газ – відмінності можуть бути тільки у відсотковому співвідношенні. А тепер детальніше про «коштовності» космосу.

Темні туманності

Кінська голова

Не дивно, що довгий час про їх існування не підозрювали, як і у випадку з чорними дірами, це все одно, що шукати чорну кішку в темній кімнаті. Однак розглянути такі об’єкти, якщо вони знаходяться в добре засвіченої області – серед зоряних скупчень. Хороші приклади таких об’єктів – туманності «Вугільний Мішок» або «Кінська голова» (на фото).

Коли роздільна здатність телескопів дозволила вдивитися в Чумацький шлях, астрономи спочатку вирішили, що темні плями – це свого роду просвіти, крізь які видно більш дальні райони галактики. Але, як з’ясувалося, теорія «решета» виявилася помилковою: чорні плями являють собою сконцентровані пилові хмари, що поглинають випромінювання і заслоняющие від наших поглядів центр Галактики. Перебуваючи на самій околиці, з-за темних туманностей ми позбавлені можливості бачити калейдоскоп в нічному небі, який міг би затьмарити навіть світло Місяця. Але не поспішайте засмучуватися: саме в серці Чумацького шляху палають сильно радіоактивні зірки, які роблять життя на них неможливою. А нашому озоновому шару вистачає роботи і з сонячної гіперактивністю – так що для всієї біосфери в цілому подібний розклад як не можна до речі.

Відбивні туманності

Плеяди

Щоб світитися, як це роблять зірки, необхідний термоядерний процес – до туманностям це, ясна річ, ніяк не відноситься. Зате деякі з пилових скупчень можуть відбивати світло, як, наприклад, супутники планет. Джерелом світла стають великі зірки, – і зрозуміти, що перед вами туманність саме такого типу, можна з блакитного або синього сяйва навколо колосальних сонць (наприклад, близько зірок Плеяд). Однак є і виключення з цього правила – червоного надгіганта Антарес оточує туманність того ж кольору.

Іонізовані туманності

Оріон

Причина світіння газу та ж, що і при світінні «хвоста» комети: отримуючи певний «заряд» від більш потужних джерел, туманності потім віддають його в навколишній простір. Такі зоряні хмари ще називають емісійними. Зрівнятися з великими зірками туманностям не під силу – їх фотони мають набагато менший заряд, і їм важче дістатися до Землі – тому ми бачимо їх у червоному спектрі, як останні промені заходу. Однак і тут бувають винятки – у разі дуже потужного джерела випромінювання емісійні туманнсти бувають ще зеленими і синіми. До ионизованного хмар відносяться, наприклад, туманність Оріона (на фото), «Північна Америка», «Тарантул», «Пелікан» та інші.

Планетарні туманності

Котяче око

Це різновид емісійних туманностей: зазвичай такі об’єкти порівняно невеликі і мають чітку форму, іноді нагадує застиглі кола на воді, що утворилися від подения краплі. Насправді так розкішно (принаймні здалеку) виглядає «пенсія» зірки-гіганта: витрачаючи залишки водню, вона розширюється за рахунок скидання своєї оболонки. Огортаючи величезні простори навколо, ці речовини перебувають під впливом випромінювання ядра зірки. Самий неймовірний знімок такого процесу вдалося отримати в сузір’ї Дракона – це туманність «Котяче Око». Його волокниста структура, подібна всім іншим туманностям, пов’язана з дією потужних магнітних полів зірок, які мають певні силові лінії і ускладнюють поперечний рух електрично заряджених цастиц пилу і газу.

Туманності від ударних хвиль

Крабоподібна туманність

Джерелами таких хвиль, здатних призводити до надзвуковому руху речовин у міжзоряному середовищі, є зоряний вітер або вибухи наднових зірок. Температура які образовуються в результаті туманностей може досягати мільярдів градусів, тому нагрітий газ має випромінювання більшою частиною в рентгенівському діапазоні. Однак кінетична енергія рухомої матерії незабаром себе вичерпує, тому недовговічні туманності через невеликий (за космічними мірками) проміжок часу зникають. Найзнаменитіша туманність такого типу – «Крабоподібна» в сузір’ї Тельця, яка з’явилася на небосхилі в 1054 році.