Todellisuudessa Aurinko ja Aldebaran välillä oleva suuri tyhjyys ei ole lainkaan tyhjä. Se on täynnä pölyä ja kaasuja, mitä tähtitieteilijät kutsuvat inte-rstellar aineeksi. Joskus tämä tähtienvälinen asia kerätään niin, että se näkyy maapallon tarkkailijoille, joko hehkuvana pilvisenä tai tummana siluettina kevyempää taustaa vasten. Nämä pilvet ovat nebulaeja. Yksi tällainen pilvi on sumu, joka on latinaksi "sumu" tai "pilvi".
1900-luvulle saakka tähtitieteilijät käyttivät termiä nebula kuvaamaan hehkuvaa, pilvimaista kohdetta, joka havaittiin maapallolta. Päivän teleskoopit paljastivat hyvin vähän yksityiskohtia näistä esineistä, mutta tähtitieteilijät näkivät tarpeeksi tietääksensä, että nämä sumut olivat erilaisissa muodoissa. Jotkut kutsuttiin kierre-sumuista; toiset kutsuttiin elliptinen sumu. Sitten 1920-luvulla amerikkalainen tähtitieteilijä Edwin Powell Hubble, joka käytti päivänsä tehokkainta teleskooppia, havaitsi, että monet esineistä, joiden uskottiin olevan epämääräisiä, epäselvät pilvet, olivat todellisuudessa galaksit. Tarkemmin sanottuna hän huomasi, että Andromedan spiraalimaali oli oikeastaan spiraalinen galaksi.
Tänä päivänä tähtitieteilijät tietävät, että galaksit ja nebulaat ovat ainutlaatuisia esineitä, joilla on erilaisia ominaisuuksia. Tämä erottelu ei yksin riitä selittämään täysin mitä nebulaeja on ja miten he työskentelevät. Tämä artikkeli menee perustavanlaatuisen määritelmän ulkopuolelle, jotta saadaan tarkempi yleiskuva sumuista - mitä he ovat, mistä he ovat peräisin, missä he sijaitsevat ja mitä he tekevät. Ensimmäinen askel on ymmärtää sumu-paikka univer-se: n suuressa suunnittelussa.
Ymmärtääksesi köyhien paikan universumissa, on hyvä ajatella astronomiksi. Astronomit tekevät maailmankaikkeuden tunteen järjestämällä sen sarjaan "sisäkkäisiin" tasoihin. Nebulae, joka on valtava objekti omaan lukuunsa, on taso tämän hierarkian keskellä. Tämä on sekvenssi: Superclusters muodostavat huipputason, jota seuraavat klusterit, galaksit, sumu, tähtijärjestelmät, tähdet, planeetat ja kuut. Katsotaan hetken aikaa kummallekin, alla olevan kuvan avulla.
Lopuksi, kosmisen hierarkian tasolla, jota on vaikea osoittaa asteikolla, meillä on planeetat ja kuut - pelkkiä pilkkuja kuin sumuihin. Asteroidit, komeetit ja meteoroids ovat jopa pienempiä, pienikokoisten ja suurien kallioiden kokoisia.
Nyt kun meillä on mittakaava, meidän on tarkasteltava yksityiskohtaisesti eri tyyppisiä nebulaeja. -Tähtitieteilijät luokittelevat yleensä nebulaatiksi kahteen pääryhmään - kirkas ja tumma. Kirkkaat nebulaeet ovat lähellä lähestyviä tähtiä hehkuttamaan, vaikka menetelmä, jolla ne tuottavat hehkun, riippuu kahdesta tekijästä. Ensimmäinen on sumuympyrän läheisyys tähtiin ja toinen tähtien lämpötila. Kun sumu on hyvin lähellä kuumaa tähtiä, se voi absorboida suuria määriä ultraviolettisäteilyä. Tämä lämmittää kaasun noin 10 000 Kelviniin (9 726 astetta tai 17 540 astetta Fahrenheit). Tällaisissa äärimmäisissä lämpötiloissa vetykaasua kiihdytetään ja loistaa fluoresoivalla valolla. Tähtitieteilijät viittaavat tämäntyyppiseen sumuun kuin päästömolttia. Orionin suuri sumu (M42) on klassinen päästömalja.
Joskus sumu on kauempana tähdestä tai tähti ei ole niin kuuma. Tässä tapauksessa nebulaarisen pilven pöly heijastaa valoa, aivan kuten särkynyt hopea heijastava kynttilänvalo. Useimmat heijastusmomulaat ottavat sinertävän värin, koska hiukkaset hajottavat ensisijaisesti sinisen valon. Muutamat kuitenkin vahvasti heijastavat tähtien valoa, joka valaisee heidät. Pleiades-tähtipurkki Tauruksessa sisältää useita heijastavia nebulaeja.
Tumma nebulae ei ole tarpeeksi lähellä, että tähdet valaisevat. Ne näkyvät vain silloin kun jotain
kirkkaampi - esimerkiksi tähtiklusteri - tarjoaa taustan. Joskus tummat nebulaat näyttävät kaistoina, kujinä tai pallomaisina kirkkaissa sumuissa. Trifid Nebula on loistava punainen päästömalja, joka näyttää jakautuvan kolmeen alueeseen tummilla pölykuvilla. Orionin Horsehead-sumu on myös tumma sumu, samoin kuin suuri tumma bändi, joka jakaa Linnunradan kahtia pitkin.
Sen lisäksi, että ne on luokiteltu joko kirkkaiksi tai tummiksi, nebulaeet saavat myös nimet. Ranskalainen tähtitieteilijä Charles Messier alkoi kuvata muita kuin tähtitieteitä 1700-luvulla. Nimien käyttämisen sijaan hän käytti numeroita. Ensimmäinen esine, jonka hän esitteli, oli Tauruksen Rapu-sumu, jonka hän nimesi Messier-1: ksi tai M-1: ksi. Hän nimesi Ring Nebula M-57. Galaxies teki myös listan. Andromeda Galaxy, 31. tallennetun kohteen, tuli M-31. 1800-luvulla amatööri tähtitieteilijät antoivat yleisimpiä nimiä lähes kaikille Messier-esineille, jotka perustuvat siihen, miltä he näyttävät. Niinpä esimerkiksi käsipainorungon, Horsehead Nebula ja Owl Nebula nimet ovat astumassa tähtitieteelliseen sanakirjaan. Joitakin nebulaeja, kuten Orion Nebula, sai nimensä tähdistön mukaan, jonka ne näyttävät olevan osa.
Muutamat nimet kuitenkin viittaavat siihen, että kosmossa on keskeinen roolihieronta. Seuraavalla sivulla opimme, että nebulae tekevät enempää kuin hehkua kauniisti yötaivaan.
Edellä kuvattu luokittelujärjestelmä, vaikka se on hyödyllinen, näyttää tarkoittavan sitä, että sumu on vakio ja muuttumaton, joka on olemassa yhdessä tilassa ikuisesti. Tämä ei ole se tapaus. Erilaiset kirkkaat ja tummat sumueläimet todella edustavat eri vaiheita tähtien evoluutiossa. Tarkastellaan tätä evoluutioprosessia ymmärtääkseen, miten nebulae toimii tähtien muodostuksen kehdoksi.
Dark Nebulae: Siemenet istutetaan
Tiedämme jo, että nebulae ovat pienitiheyksisiä pilviä. Tiedämme myös intuitiivisesti, että tähdet ovat erittäin tiheitä esineitä. Jos nebula toimii asuinpaikkana tähtien kanssa, sen rakennusmateriaalit - pölyhiukkaset ja vety- ja heliumkaasu - on vedettävä yhteen ja puristettava suhteellisen pieneksi "palloiksi" aineeksi. Kuten käy ilmi, tämä kondensointiprosessi tapahtuu eri alueilla tummien sumuvälien varalta (heijastussumut, jotka eivät todellakaan ole mitään muuta kuin tummat nebulaat, jotka heijastavat läheisten tähtien valoa).
Painovoima on voima, joka ohjaa tiivistymistä. Koska pöly- ja kaasusuihkulaipat ovat omalla painovoimallaan, se alkaa kutistua ja sen ydin alkaa romahtaa nopeammin ja nopeammin. Tällöin ydin lämpenee ja pyörii. Tässä vaiheessa tiivistettyä materiaalia kutsutaan a prototähtivaihetta. Yhdellä sumuilla voi olla monia protostareita, joista kukin on tarkoitus olla yksittäinen tähtijärjestelmä.
Jotkut protostaatit ovat vähemmän kuin aurinko. He ovat niin pieniä, että he eivät voi aloittaa tähtien tyypillisiä termonukleaarisia reaktioita. Jopa silti nämä esineet voivat hehkua hämärästi, koska painovoima saa heidät jatkamaan kutistumista, mikä vapauttaa prosessin aikana energiaa. Tähtitieteilijät merkitsevät nämä kohteet ruskeat kääpiöt miten kuvata niiden pieni koko ja melko vähäinen teho.
Muut protostaatit ovat isompia, monta kertaa enemmän kuin oman auringon. Nämä suuret protostaatit jatkavat supistumista, mutta sen sijaan, että ne tuottaisivat lämpöä vain supistumisen kautta, he alkavat muuntaa vetyä heliumiksi prosessissa, joka tunnetaan nimellä termonukleaarinen fuusio. Tässä vaiheessa protostarin vaihe on ohitse ja todellinen tähti alkaa muodostaa. Noin se on kiertävä pilvi jäljellä olevasta pölystä ja kaasusta - juuri materiaalista, joka voi rakentaa yli miljardien vuosien ajan planeettojen ja kuilujen järjestelmää.
Emission nebulae: tähti syntyy
Kun protostaatti tulee itsestään säteileväksi esineeksi, jota herättävät omat lämpöydinreaktiot, siitä tulee todellinen tähti. Jos se on tarpeeksi massiivinen, tähti voi ionisoida nebulaarisen materiaalin ja tuottaa fluoresenssin alueen ympärille.Pimeä sumu, joka nyt hehkuu, tulee päästömolveri.
Yksittäistä päästölähdettä voidaan täyttää lukuisilla vastasyntyneillä tähdillä. Hyvä esimerkki on Cone Nebula, Monoceros the Unicorn, aktiivisen tähtijumalan alue. Cone Nebula on osa valtavaa vetykaasupiltää, joka kieltää monia uusia tähtiä, jotka vaihtelevat voimakkaasti kirkkaudessa, koska monet ovat edelleen pilvissä ja pölyissä. Kirkkaan Nebulaan liittyvä kirkkain tähti on S Monocerotos.
Nebulae voi myös merkitä tähtien kuoleman paikan. Seuraavalla sivulla tarkastellaan, miten tämä voi tapahtua.
On olemassa kahdenlaisia kirkkaita nebulaeja, jotka liittyvät, ei tähtien syntymiseen, mutta tähtikuoleman kanssa. Ensimmäinen niistä on planetaarinen sumu, niin kutsuttuina, koska ne ovat pyöreitä esineitä, jotka muistuttavat planeettoja. Planetaarinen sumu on punaisen jättiläisen tähden irrallinen ulompi tunnelma, joka on yksi keskikokoisen tähdistön elinkaaren loppuvaiheesta. Näin planeettamunulaiset tulevat olemaan:
Hyvä esimerkki planetaarisista sumuista on Eskimo Nebula, joka sijaitsee noin 5 000 valovuotta Maasta Gemini-tähtikuvassa. William Herschel havaitsi vuonna 1787, että nebula sai nimensä, koska se katsottiin maanpäällisten kaukoputkien kautta katsottuna kasvot, joita ympäröi turkisparkki. Parka on itse asiassa materiaalin rengas, joka lähtee kaukana keskellä, kuolevasta tähdestä.
Jos tähti on tarpeeksi massiivinen, se ei kuole kuin punainen jättiläinen, vaan supernova. supernova tapahtuu, kun tähti räjähtää ja heittää suurimman osan materiaalista avaruuteen. Kun supernova liittyy binaariseen tai kahden tähden järjestelmään, se tunnetaan nimellä a Tyypin 1 supernova. Kun supernova liittyy yksinäiseen tähtiin, se tunnetaan nimellä a Tyypin 2 supernova.
Tyypin 1 supernovoissa yksi tähti binaarijärjestelmässä on valkoinen kääpiö, kuoleva tähti, joka on kuluttanut melkein kaiken vetyn. Valkoinen kääpiö vetää materiaalia avustavan tähtensä ulkokerroksista. Tämä materiaali palaa kääpiön uloimpiin alueisiin aiheuttaen sen ytimen lämpenemisen äärimmäisiin lämpötiloihin. Kun valkoinen kääpiö kulutetaan kiihkeässä reaktiossa, se räjähtää ja karkottaa sen jäännökset valtavassa pilvessä - sumu. Keskimäärin tyypin 1 supernova esiintyy galaksissa kerran 140 vuoden välein [lähde: Ronan].
Tyypin 2 supernovoja ilmenee useammin, ehkä kerran 91 vuoden välein galaksissa [lähde: Ronan]. Tyypin 2 supernovassa yhdellä tähdellä on äkillinen romahdus. Tällaisen tähteen ydin tulee massiivisesti tiheä - tiukasti täytetty neutronien pallo. Kun muu tähti materiaali putoaa sisäänpäin oman painonsa alapuolella, se osuu ydinvoimaan niin voimakkaasti, että se "palaa" ulospäin jälleen upeassa räjähdyksessä. Tämä räjähdys muodostaa näkyvän sumun, jota voidaan havaita helposti maapallolta.
Parhaiten tutkittu Type 2 supernova on Crab Nebula, jonka kiinalaiset ja arabialaiset tähtitieteilijät löysivät A. 1054: ssä, jotka uskoivat katsovan uutta tähtiä. "Tähti" tuli kirkkaammaksi useiden viikkojen aikana, ja heinäkuuhun saakka havaittiin 23 päivää jopa päivällä. Se oli näkyvissä paljaalle silmälle noin kaksi vuotta. Supernova SN1987A on suuressa Magellanic Cloudissa toinen tyypin 2 supernova, joka räjähti vuonna 1987. Sen sumu laajeni Auringon ympärillä olevan maapallon kiertoradan halkaisijalle - 300 miljoonaa kilometriä - vain 10 tunnissa [lähde: Ronan].
Saatat ajatella, että tällaiset löytötapaukset ovat harvinaisia, mutta kuten seuraavassa jaksossa näemme, tähtitieteilijät etsivät edelleen uusia sumuaiheita ja löytävät uusia asioita niissä, joita on tutkittu vuosia.
Tutkijat edelleen laajentavat ymmärrystä jopa pitkään tutkituista sumuista. Suurin osa näistä edistysaskeleista johtuu kaukoputkien ja muun havainnointitekniikan parannuksista. Hubble-teleskooppi on paljastanut tarkat yksityiskohdat sumuista. Vuonna 2005 avaruusteleskooppi otti yksityiskohtaisimmat näkymät Crab Nebula yhdeksi suurimmista kuvista koskaan koottu observatorion. Vuonna 2006 Spitzer-teleskooppi (julkaistiin vuonna 2003 Space Infrared Telescope) keräsi ennennäkemättömiä tietoja Orion-sumuista.
Spitzerin infrapunasilmukka löysi noin 2 300 levyä planeetan muodostavaa materiaalia, jotka olivat joko liian pieniä tai kauempana, jotta useimmat perinteiset kaukoputket havaitsivat Orionin näkyvällä alueella sähkömagneettisen spektrin. Spitzer paljasti myös noin 200 "vauvan" tähdettä, jotka eivät vielä ole kehittäneet planeettamateriaaleja [lähde: NASA Jet Propulsion Laboratory].
Nämä ovat ihmeitä, että avaruuskoettimet, kuten Pioneer 10, saattavat kohdata matkallaan galaksin yli. Avaruustutkijat eivät kuitenkaan koskaan voi nauttia ensiluokkaisesta hahmosta sumuista. Orion, lähimmän tähtitaivotehdas meidän maapallollemme, istuu noin 1450 valovuotta Maasta.
Saat lisätietoja sumuista, tähtitieteestä ja muista aiheista tarkastelemalla seuraavalla sivulla olevia linkkejä.
Maapallon kaltainen Twin? Se ei ole hämärä idea Planeetan muodostamislevyjen löytäminen Orion Nebulassa on valtavia vaikutuksia. Enemmän kuin koskaan, tähtitieteilijät uskovat, että toinen tähtijärjestelmä, kuten aurinkokuntamme, saattaa olla maapallon kaltainen planeetta, jolla on vain oikeat olosuhteet elämän tukemiseksi, kuten tiedämme. Helmikuussa 2008 tähtitieteilijät saattavat jopa löytää järjestelmän, joka sijaitsee 5 000 valovuoden aikana galaksin yli, joka voisi olla ehdokas. Järjestelmä sisältää punertavaa tähtiä noin puolet auringon massasta sekä kaksi kaasua jättiläistä planeettaa, jotka muistuttavat Jupiteria ja Saturnusta. Vaikka tähtitieteilijät eivät voineet tarkkailla maapallon analogia, he uskovat, että se voisi olla sisäpuolella kiertoradalla, joka on paljon lähempänä tähtiä. Ja tällaiset tähtijärjestelmät eivät ole harvinaisia. Sellaisia, satoja, tuhansia tai miljoonia tällaisia järjestelmiä voi levitä kosmoksen kauas ulottuville. [lähde: The New York Times] |
Aiheeseen liittyvät WordsSideKick.com-artikkelit
Lisää isoja linkkejä
Lähteet
Nebulae oli aiemmin ajateltu hehkuvien galaktisten pilvien, mutta nyt tiedemiehet tietävät, että ne ovat ainutlaatuisia kokonaisuuksia. Lue lisää siitä, miten nebulae -työ toimii.