Туманності, енциклопедія Навколосвіт
туманність
Туманність. Раніше астрономи називали так будь-які небесні об'єкти, нерухомі щодо зірок, мають, на відміну від них, дифузний, розмитий вигляд, як у маленького хмарки (вживається в астрономії для «туманності» латинський термін nebula означає «хмара»). Згодом з'ясувалося, що деякі з них, наприклад, туманність в Оріоні, складаються з міжзоряного газу і пилу і належать нашій Галактиці. Інші, «білі» туманності, як в Андромеді і в трикутнику, виявилися гігантськими зоряними системами, подібними Галактиці. Тут мова піде про газові туманності.
До середини 19 ст. астрономи вважали, що все туманності - це далекі скупчення зірок. Але в 1860, вперше використавши спектроскоп, У.Хёггінс показав, що деякі туманності газові. Коли крізь спектроскоп проходить світло звичайної зірки, спостерігається безперервний спектр, в якому представлені всі кольори від фіолетового до червоного; в деяких місцях спектра зірки є вузькі темні лінії поглинання, але помітити їх досить важко - їх видно лише на якісних фотографіях спектрів. Тому при спостереженні оком спектр зоряного скупчення виглядає як безперервна кольорова смуга. Спектр випромінювання розрідженого газу, навпаки, складається з окремих яскравих ліній, між якими практично немає світла. Якраз це і побачив Хёггінс при спостереженні деяких туманностей через спектроскоп. Пізніші спостереження підтвердили, що багато туманності дійсно є хмарами гарячого газу. Часто астрономи називають «туманностями» і темні дифузні об'єкти - теж хмари міжзоряного газу, але холодні.
Типи туманностей.
Туманності поділяють на такі основні типи: дифузні туманності, або області H II, такі, як Туманність Оріона; відбивні туманності, як туманність Меропи в Плеядах; темні туманності, як Вугільний Мішок, які зазвичай пов'язані з молекулярними хмарами; залишки наднових, як туманність Мережа в Лебедя; планетарні туманності, як Кільце в Лірі.
Дифузні туманності.
Широко відомі приклади дифузних туманностей - це Туманність Оріона на зимовому небі, а також Лагуна і Потрійна (трироздільна) - на літньому. Темні лінії, що розсікають потрійну туманність на частини, - це холодні пилові хмари, що лежать перед нею. Відстань до цієї туманності ок. 2200 св. років, а її діаметр трохи менше 2 св. років. Маса цієї туманності в 100 разів більше сонячної. Деякі дифузні туманності, наприклад Лагуна 30 Золотої Риби і Туманність Оріона, значно більші і масивніші.
На відміну від зірок газові туманності не мають власного джерела енергії; вони світяться тільки в тому випадку, якщо всередині них або поруч знаходяться гарячі зірки з температурою поверхні 20 000-40 000 ° С. Ці зірки випускають ультрафіолетове випромінювання, яке поглинається газом туманності і переизлучается їм у формі видимого світла. Пропущений через спектроскоп, цей світ розщеплюється на характерні лінії випромінювання різних елементів газу.
Відбивні туманності.
Відбивна туманність утворюється, коли хмара з розсіюючими світло порошинами висвітлюється розташованої поруч зіркою, температура якої не така висока, щоб змусити світитися газ. Невеликі відбивні туманності іноді видно поруч з формувалися зірками.
Темні туманності.
Темні туманності - це хмари, що складаються в основному з газу і частково з пилу (у співвідношенні по масі
100: 1). В оптичному діапазоні вони закривають від нас центр Галактики і видно як чорні плями вздовж усього Чумацького Шляху, наприклад, Великий Провал в Лебедя. Але в інфрачервоному і радіодіапазоні ці туманності випромінюють досить активно. У деяких з них зараз формуються зірки. Щільність газу в них значно вище, ніж в межоблачную просторі, а температура нижче, від - 260 до - 220 ° С. В основному вони складаються з молекулярного водню, але виявлені в них і інші молекули аж до молекул амінокислот.
Залишки наднових.
Коли постаріла зірка вибухає, її зовнішні шари скидаються зі швидкістю бл. 10 000 км / с. Це швидко летить речовина, подібно бульдозеру, згрібає перед собою міжзоряний газ, і разом вони утворюють структуру, подібну туманності Мережа в Лебедя. При зіткненні рухається і нерухоме речовини нагріваються в потужної ударної хвилі і світяться без додаткових джерел енергії. Температура газу при цьому досягає сотень тисяч градусів, і він стає джерелом рентгенівського випромінювання. Крім того, в ударній хвилі посилюється міжзоряний магнітне поле, а заряджені частинки - протони і електрони - прискорюються до енергій набагато вище енергії теплового руху. Рух цих швидких заряджених частинок в магнітному полі викликає випромінювання в радіодіапазоні, зване нетепловим.
Найцікавіший залишок наднової - це Крабовидная туманність. У ній викинутий наднової газ ще не змішався з міжзоряним речовиною.
У 1054 була видна спалах зірки в сузір'ї Тельця. Відновлена з китайських літописів картина спалаху показує, що це був вибух наднової зірки, яка в максимумі досягла світності в 100 млн. Разів вище сонячною. Крабовидная туманність знаходиться якраз на місці тієї спалаху. Вимірявши кутові розмір і швидкість розширення туманності і поділивши одне на інше, розрахували, коли це розширення почалося, - майже точно вийшов 1054 рік. Сумнівів немає: Крабоподібна туманність - залишок наднової.
В спектрі цієї туманності кожна лінія роздвоєна. Ясно, що один компонент лінії, зрушений в блакитну сторону, приходить від наближається до нас частині оболонки, а інший, зрушений в червону сторону, - від віддаляється. За формулою Доплера вирахували швидкість розширення (1200 км / с) і, порівнявши її зі швидкістю кутового розширення, визначили відстань до Крабовидной туманності: ок. 3300 св. років.