Mgławice w kosmosie - jeden z cudów wszechświata, uderzający swoim pięknem. Są cenne nie tylko wizualnie. Badanie mgławic pomaga naukowcom wyjaśniać prawa funkcjonowania kosmosu i jego obiektów, korygować teorie dotyczące rozwoju Wszechświata i cyklu życia gwiazd. Dziś o tych obiektach wiemy bardzo dużo, ale daleko od wszystkiego.
Mieszanka gazu i pyłu
Przez dość długi czas, aż do połowy ubiegłego wieku, mgławice uważano za gromady gwiazd, oddalone od nas w znacznych odległościach. Użycie spektroskopu w 1860 r. pozwoliło ustalić, że wiele z nich składa się z gazu i pyłu. Angielski astronom W. Heggins odkrył, że światło z mgławic różni się od promieniowania pochodzącego od zwykłych gwiazd. Widmo pierwszego zawiera jasne kolorowe linie przeplatane ciemnymi, podczas gdy w drugim przypadku nie obserwuje się takich czarnych pasów.
Dalsze badania wykazały, że mgławice Drogi Mlecznej i innych galaktyk wskłada się głównie z gorącej mieszaniny gazu i pyłu. Często spotyka się podobne zimne formacje. Takie obłoki gazu międzygwiazdowego są również określane jako mgławice.
Klasyfikacja
W zależności od właściwości elementów tworzących mgławicę, istnieje ich kilka rodzajów. Wszystkie prezentowane są licznie w bezmiarze kosmosu i są równie interesujące dla astronomów. Mgławice, które emitują światło z tego czy innego powodu, są zwykle nazywane rozproszonymi lub jasnymi. Naprzeciw nich w głównym parametrze są oczywiście oznaczone jako ciemne. Istnieją trzy rodzaje mgławic dyfuzyjnych:
- refleksyjne;
- problem;
- pozostałości po supernowej.
Mgławice emisyjne są z kolei podzielone na obszary formowania się nowych gwiazd (H II) i mgławice planetarne. Wszystkie te typy charakteryzują się pewnymi właściwościami, które czynią je wyjątkowymi i godnymi dokładnego zbadania.
Regiony formacji gwiazd
Wszystkie mgławice emisyjne to chmury świetlistego gazu o różnych kształtach. Ich głównym elementem jest wodór. Pod wpływem gwiazdy znajdującej się w centrum mgławicy jonizuje się i zderza z atomami cięższych składników obłoku. Efektem tych procesów jest charakterystyczny różowawy blask.
Mgławica Orzeł, czyli M16, jest doskonałym przykładem tego typu obiektu. Oto obszar formowania się gwiazd, zarówno młodych, jak i masywnych gorących gwiazd. Mgławica Orzeł jest gdziejest gospodarzem dobrze znanego regionu kosmosu, Filarów Stworzenia. Te grudki gazu, powstałe pod wpływem wiatru gwiazdowego, stanowią strefę powstawania gwiazd. Powstawanie tu opraw oświetleniowych jest spowodowane kompresją kolumn gazu i pyłu pod wpływem grawitacji.
Niedawno naukowcy dowiedzieli się, że Filary Stworzenia będziemy mogli podziwiać tylko przez kolejne tysiąc lat. Wtedy znikną. W rzeczywistości zniszczenie Filarów nastąpiło około 6000 lat temu z powodu wybuchu supernowej. Jednak światło z tego rejonu kosmosu dociera do nas już od około siedmiu tysięcy lat, więc wyliczone dla nas przez astronomów wydarzenie to tylko kwestia przyszłości.
Mgławice planetarne
Nazwa kolejnego typu chmur świetlnych gazu i pyłu została wprowadzona przez W. Herschela. Mgławica planetarna to ostatni etap życia gwiazdy. Muszle zrzucane przez oprawę tworzą charakterystyczny wzór. Mgławica przypomina dysk, który zwykle otacza planetę oglądaną przez mały teleskop. Do tej pory znanych jest ponad tysiąc takich obiektów.
Mgławice planetarne są częścią transformacji czerwonych olbrzymów w białe karły. W centrum formacji znajduje się gorąca gwiazda, podobna w swoim widmie do luminarzy klasy O. Jej temperatura sięga 125 000 K. Mgławice planetarne są w większości stosunkowo małe - 0,05 parseka. Większość z nich znajduje się w centrum naszej galaktyki.
Masa gazowej otoczki wyrzucanej przez gwiazdę jest mała. To dziesiąte części podobnego parametru Słońca. Mieszanina gazu i pyłu jest usuwana zcentrum mgławicy z prędkością do 20 km/s. Muszla istnieje przez około 35 tysięcy lat, po czym staje się bardzo rozrzedzona i nie do odróżnienia.
Funkcje
Mgławica planetarna może mieć różne kształty. Zasadniczo, tak czy inaczej, jest blisko piłki. Istnieją okrągłe, pierścieniowate mgławice w kształcie hantli o nieregularnym kształcie. Widma takich obiektów kosmicznych obejmują linie emisyjne gazu świecącego i gwiazdy centralnej, a czasem linie absorpcyjne widma gwiazdy.
Mgławica planetarna emituje ogromne ilości energii. Jest znacznie większy niż w przypadku gwiazdy centralnej. Rdzeń formacji emituje promienie ultrafioletowe ze względu na wysoką temperaturę. Jonizują atomy gazu. Cząsteczki są podgrzewane, zamiast ultrafioletu zaczynają emitować widzialne promienie. Ich widmo zawiera linie emisyjne, które charakteryzują formację jako całość.
Mgławica Kocie Oko
Nature jest mistrzynią tworzenia nieoczekiwanych i pięknych form. Na uwagę zasługuje pod tym względem mgławica planetarna, ze względu na podobieństwo zwane Kocim Okiem (NGC 6543). Został odkryty w 1786 roku i jako pierwszy został zidentyfikowany przez naukowców jako chmura świetlistego gazu. Mgławica Kocie Oko znajduje się w konstelacji Draco i ma bardzo ciekawą złożoną strukturę.
Powstał około 100 lat temu. Następnie gwiazda centralna zrzuciła swoje powłoki i utworzyła koncentryczne linie gazu i pyłu, charakterystyczne dla wzoru obiektu. NaDziś mechanizm powstawania najbardziej wyrazistej centralnej struktury mgławicy pozostaje niejasny. Pojawienie się takiego wzoru dobrze tłumaczy położenie gwiazdy podwójnej w jądrze mgławicy. Jednak jak dotąd nie ma dowodów na poparcie tego stanu rzeczy.
Temperatura halo NGC 6543 wynosi około 15 000 K. Jądro mgławicy nagrzewa się do 80 000 K. Jednocześnie gwiazda centralna jest kilka tysięcy razy jaśniejsza niż Słońce.
Kolosalna eksplozja
Masywne gwiazdy często kończą swój cykl życiowy ze spektakularnymi „efektami specjalnymi”. Ogromne w swojej mocy eksplozje prowadzą do utraty wszystkich zewnętrznych powłok przez oprawę oświetleniową. Oddalają się od centrum z prędkością przekraczającą 10 000 km/s. Zderzenie poruszającej się substancji ze statyczną powoduje silny wzrost temperatury gazu. W rezultacie jego cząsteczki zaczynają świecić. Często pozostałości po supernowych nie są formacjami kulistymi, co wydaje się logiczne, ale mgławicami o różnych kształtach. Dzieje się tak, ponieważ substancja wyrzucana z dużą prędkością nieregularnie tworzy skrzepy i skupiska.
Ślad tysiąca lat temu
Być może najbardziej znaną pozostałością po supernowej jest Mgławica Krab. Gwiazda, która ją urodziła, eksplodowała prawie tysiąc lat temu, w 1054 roku. Dokładna data została ustalona według chińskich kronik, gdzie jej błysk na niebie jest dobrze opisany.
Charakterystycznym wzorem mgławicy Krab jest gaz wyrzucony przez supernową, który nie został jeszcze całkowicie zmieszany z materią międzygwiazdową. Obiekt znajduje się w odległości 3300 lat świetlnych odnas i stale się rozwija z prędkością 120 km/s.
W środku Mgławica Krab zawiera pozostałość po supernowej - gwiazdę neutronową, która emituje strumienie elektronów, które są źródłem ciągłego spolaryzowanego promieniowania.
Mgławice refleksyjne
Inny rodzaj tych obiektów kosmicznych składa się z zimnej mieszaniny gazu i pyłu, która sama nie jest w stanie emitować światła. Mgławice refleksyjne świecą z powodu pobliskich obiektów. Mogą to być gwiazdy lub podobne formacje rozproszone. Widmo rozproszonego światła pozostaje takie samo jak jego źródeł, ale dla obserwatora dominuje światło niebieskie.
Bardzo ciekawa mgławica tego typu związana jest z gwiazdą Merope. Światło z gromady Plejady od kilku milionów lat niszczy przelatujący obłok molekularny. W wyniku oddziaływania gwiazdy cząsteczki mgławicy ustawiają się w określonej kolejności i są przyciągane w jej kierunku. Po pewnym czasie (dokładny czas nie jest znany) Merope może całkowicie zniszczyć chmurę.
Czarny koń
Rozproszone formacje są często skontrastowane z mgławicą pochłaniającą. Galaktyka Drogi Mlecznej ma ich wiele. Są to bardzo gęste obłoki pyłu i gazu, które pochłaniają światło z mgławic emisyjnych i refleksyjnych oraz znajdujących się za nimi gwiazd. Te zimne formacje kosmiczne składają się głównie z atomów wodoru, chociaż zawierają również cięższe pierwiastki.
Doskonałym przedstawicielem tego typu jest Mgławica Koński Łeb. Znajduje się w konstelacji Oriona. Charakterystyczny kształt mgławicy, tak podobny do głowy konia, powstał pod wpływem wiatru i promieniowania gwiazdowego. Obiekt jest dobrze widoczny dzięki temu, że jego tło stanowi jasna formacja emisyjna. Jednocześnie Mgławica Koński Łeb jest tylko niewielką częścią rozległej, prawie niewidocznej, pochłaniającej chmury pyłu i gazu.
Dzięki teleskopowi Hubble'a mgławice, w tym planetarne, są dziś znane szerokiemu gronu ludzi. Fotografie obszarów przestrzeni, w których się znajdują, imponują do głębi duszy i nie pozostawiają nikogo obojętnym.
