Hevosenpääsumu (sen virallinen nimi on Barnard 33) on yksi taivaan tunnetuimmista kohteista. Kuvissa, jotka on otettu jopa amatööriteleskooppeilla, se näyttää erittäin vaikuttav alta. Mikä tämä esine on ja näyttääkö se aina tavallisissa valokuvissa optisella alueella?
Missä avaruushevonen asuu
Hevosenpääsumu sijaitsee Orionin tähdistössä - mielenkiintoisia kohteita rikkaimmalla taivaan alueella - aivan kirkkaan Alnitak-tähden (Orionin vyön vasen tähti) alapuolella. Etäisyys siihen on noin 1600 valovuotta (noin 490 parsekkia). Se ei ole liian kaukana; galaktisten standardien mukaan hän on naapurimme.
Se ei kuitenkaan ole helppoa tarkkailla amatöörikaukoputkilla, vaikka se on mahdollista kuvata, varsinkin jos laitat objektiiviin erityisen suodattimen, joka lähettää vain yhden ionisoidun vedyn säteilemän valon spektrikaistaista. Tosiasia on, että Barnard 33 on meille näkyvissä toisen sumun taustalla - emissio-sumu, joka säteilee intensiivisesti juuri tällä kaistallaspektri. Kun tämä suodatin on käytössä, hevosen pään kuva näyttää tältä (katso alla).
Pilvestä ulostulossa
Jos katsot tarkkaan valokuvaa sumusta, voit nähdä, että se näyttää nousevan jättiläismäisestä tummasta pilvestä, jota valaisevat tähdet. Tämä majesteettinen näky voi järkyttää ja kiehtoa ihmisen, varsinkin jos muistat, että avaruushevosen "kaula" ja "pää" vievät avaruuden alueen, jonka halkaisija on noin 3,5 valovuotta.
V altava muodostelma, josta he ovat pieni osa, on puolestaan vain osa vieläkin suurempaa satoja valovuosia pitkää rakennetta. Tämä rakenne sisältää suuria tähtienvälisiä pöly- ja kaasupilviä, kirkkaita hajasumuja, tummia palloja - eristettyjä kaasu- ja pölypilviä, nuoria ja muodostuvia tähtiä. Tätä koko kompleksia kutsutaan "Orion-molekyylipilveksi".
Pimeän hevospääsumun luonto
Termi "tumma" tarkoittaa, että se absorboi valoa, mutta ei säteile tai hajoa sitä itse, ja on näkyvissä optisella alueella vain siksi, että sen siluetti suojaa valoa sen takana olev alta emissio-sumulta IC 434.
Tällaiset kohteet ovat suhteellisen tiheitä (tähtienvälisten standardien mukaan), erittäin pitkiä kaasu- ja pölypilviä. Niille on ominaista erittäin epäsäännölliset ja epäselvät reunat, ja niillä on usein monimutkaisia epäsäännöllisiä muotoja.
Nämä pilvetkylmä, niiden lämpötila ei ylitä useita kymmeniä, joskus jopa yksiköitä, kelviniä. Siellä on kaasua molekyylimuodossa, ja läsnä on myös tähtienvälistä pölyä - kiinteitä hiukkasia, joiden koko on jopa 0,2 mikronia. Pölyn massa on noin 1 % kaasun massasta. Aineen pitoisuus tällaisessa molekyylipilvessä voi olla 10-4 - 10-6 hiukkasta kuutiosenttimetriä kohden.
Suurin pilvistä voidaan nähdä paljaalla silmällä, kuten hiilisäkki Eteläisen ristin tähdistössä tai Suuri kuoppa Cygnus-tähdistössä.
Infrapunamuotokuva
Kokonaisa altotähtitieteen kehitys mahdollisti maailman näkemisen sen laajimmassa ilmenemismuodossa. Loppujen lopuksi fyysiset esineet pystyvät säteilemään paitsi optisella alueella. Lisäksi tämä taajuusalue - ainoa suoralle havainnollemme käytettävissä oleva - on hyvin kapea, ja se muodostaa vain pienen osan kaikesta avaruudesta tulevasta säteilystä.
Infrapunasäteet voivat kertoa paljon erilaisista avaruuskohteista. Joten molekyylipilvien tutkimuksessa ne ovat nyt välttämätön työkalu. Absorboimalla optisten taajuuksien valoa pilvi säteilee sitä väistämättä uudelleen spektrin infrapuna-alueella, ja tämä säteily kuljettaa tietoa sumun rakenteesta ja siinä tapahtuvista prosesseista. Pöly ei ole este näille säteille.
Vuonna 2013 avaruusteleskoopin avulla. Hubble otti yhden merkittävimmistä kuvista Hevosenpääsumusta. Kuva otettu aallonpituuksilla 1,1 µm (sininen peittokuva) ja 1,6 µm(Oranssi väri); vasemmalla pohjoiseen. Mutta hän ei näytä enää hevoselta.
Mitä sisällä on?
Infrapunakuvat näyttävät poistavan pölyverhon sumusta, minkä seurauksena Barnard 33:n pilvirakenne tulee näkyviin. Sen ulkoalueiden dynaamisuus näkyy hyvin: vaikutuksen alaisena kaasua virtaa ulos nuorten kuumien tähtien kovasta säteilystä. Yksi näistä valaisimista sijaitsee pilven huipulla.
Pilven romahtaminen johtuu myös emissio-sumusta IC 434 tulevasta ionisoivasta säteilystä. Nyt optista kuvaa tarkasteltaessa Barnard 33:n reunan ympärillä oleva hehku on silmiinpistävää - ionisaatiorintama, jossa energiset fotonit kohtaavat pilven uloimmat kerrokset. Kaikki nämä säteilyt, ionisoivat kaasua, kirjaimellisesti "puh altavat" sen pois. Voimakkaassa magneettikentässä kiihtyessään se poistuu pilvestä. Siten hevosen pää sulaa vähitellen, ja muutaman miljoonan vuoden kuluttua se katoaa kokonaan.
Pitkäa altoinen infrapunakuva näyttää erilaisen rakenteen sumun sisällä: kaasukaari näkyy selvästi siellä, missä näemme optiikassa tutun hevosen siluetin.
Kaasu- ja pölypilven kemia
Koska tummat sumut ovat äärimmäisen kylmiä, niiden oma säteily putoaa spektrin pitkän aallonpituuden osalle. Siksi tällaisten pilvien kemiallista koostumusta tutkitaan analysoimalla mikroa alto- ja radiospektrien huippuja - niin sanottuja allekirjoituksia, tiettyjen molekyylien spektrimerkkejä. Myös pölyn infrapunasäteilyä tutkitaan.
Kaiken sumun pääkomponentti on tietysti vety - noin 70 % siitä. helium - noin 28%; loput ovat muiden aineiden osuus. On huomattava, että niiden pitoisuudet eri sumuissa voivat vaihdella. Hevosenpääspektreistä löydettiin veden, hiilimonoksidin, ammoniakin, syaanivedyn, neutraalin hiilen ja muiden tähtienvälisille pilville yhteisiä aineita. On myös orgaanisia yhdisteitä: etanoli, formaldehydi, muurahaishappo. Siellä oli kuitenkin myös tuntematon viiva.
Vuonna 2012 ilmoitettiin, että tästä salaperäisestä allekirjoituksesta vastuussa oleva molekyyli oli vihdoin löydetty. Se osoittautui yksinkertaiseksi hiilivetyyhdisteeksi C3H+. Mielenkiintoista on, että maanpäällisissä olosuhteissa tällainen molekyyli-ioni ei olisi stabiili, mutta tähtienvälisessä sumussa, jossa aine on erittäin harvinaista, mikään ei estä sitä olemassaolosta.
Star Nursery
Kylmät ja tiheät molekyylipilvet ovat tähtien muodostumisen lähde, tulevaisuuden tähtien ja planeettajärjestelmien kehto. Tähtien muodostumisteoriassa jotkut tämän prosessin yksityiskohdat ovat edelleen epäselviä. Mutta se tosiasia, että tummissa sumuissa on eri kehitysvaiheissa olevia prototähtiobjekteja sekä hyvin nuoria tähtiä, on todistettu käyttämällä suurta määrää havainnointitietoja.
Hevosenpää Orionin tähdistössä ei ole poikkeus. Yleensä koko jättiläismolekyyliselle Orion-pilvelle on ominaista aktiivinentähtien muodostuminen. Ja Barnard 33:n tiheillä alueilla tähtien syntyprosessit ovat meneillään. Esimerkiksi lähes "kruunussaan" oleva kirkas esine on nuori valaisin, joka ei ole vielä lähtenyt pölyn ja kaasun "lastentarhastaan". Samanlaisia kohteita on alueella, jossa sumu liittyy suureen pilveen. Joten "tähtien lastenhuone" Hevospäässä toimii ja johtaa lopulta tämän upean kosmisen rakenteen tuhoutumiseen.
