Мъглявините са важен елемент в еволюцията на галактиките
Мега R&D.docx
Въведение. Мъглявините са важен елемент в еволюцията на галактиките
Мъглявините са важен елемент в кръговрата на материята във Вселената, в еволюцията на звездите и галактиките.
Тъй като има много имена на различни мъглявини (дифузни, отражателни, емисионни, тъмни, планетарни), можем да се опитаме да приведем имената им в определена система. Ако една система се разбира като холистична асоциация, която има много елементи, които имат връзки помежду си, тогава е възможно да се внесат историческите имена на мъглявините в системата, тъй като различните мъглявини могат да бъдат класифицирани според различни плътности и температури. И различните видове мъглявини са взаимосвързани в процеса на еволюция. Следователно първата задача на научната работа е не само да разгледа съвременната класификация на имената на мъглявините по плътност и температура, но и да покаже тяхната връзка.
Втората задача на научната работа е да се намерят илюстрации за всеки тип мъглявина. В съществуващите учебници по астрономия практически не се дават реални снимки на мъглявини, получени наскоро от космически обсерватории (наречени на Хъбъл, Чандра и други).
Третата задача е да се подбере литература, както и интернет връзки по този въпрос.
1. Кратко описание на мъглявините. Анализ на историческото име на различните имена на мъглявините
Пространството между звездите не е празно. В много малки концентрации той съдържа голямо разнообразие от частици, включително атоми на много вещества. В галактики като нашата, най-голямото натрупване на междузвездна материя се случва близо до тяхната равнина, в спирални ръкави, а Слънцето е точно между два такива ръкава. Фактът, че материята на Галактиката е кондензирана близо до едносамолет, можем да видим много лесно в ясна нощ. Това уплътняване ни се явява под формата на мъглива ивица, простираща се през цялото небе - Млечния път. Гледайки го, ние гледаме по равнината на Галактиката. По посока на Млечния път се виждат много звезди.
Но освен звезди, тук се натрупва и междузвездна материя. Средната му плътност е такава, че има само една частица на кубичен сантиметър. Но десетки, стотици и хиляди светлинни години, през които тези частици се разпръскват, правят междузвездния газ осезаем. Той поглъща и разпръсква светлината на звездите, правейки я по-червена (точно както земната атмосфера прави светлината на Слънцето по-червена на зазоряване). Освен това веществото е способно да образува хиляда пъти по-плътни газови облаци. Виждаме ги като мъглявини. В междузвездната среда също присъства прах, който се смесва с газ в още по-ниски концентрации. Съставът на праховите частици включва желязо, силиций, азот, кислород, въглерод и други елементи. Всички те могат да образуват най-простите молекули (вода, въглероден диоксид).
Понякога има по-сложни молекули. Всички тези вещества се „доставят“ в космоса от стари звезди, които, образувайки планетарни мъглявини, губят външните си слоеве, а също и в резултат на процеса на експлозия на свръхнова. По време на експлозията на свръхнови, тежки елементи (по-тежки от хелия) се изхвърлят в относително големи количества.
Случайното уплътняване на междузвездната материя може да стане началото на образуването на големи газови и прахови облаци, всеки от които може да породи няколко десетки или дори стотици звезди.
Понастоящем астрономите класифицират мъглявинитекато дифузно лъчисти (излъчване), отразяващи и тъмни.Всички те могат да имат еднакъв химически състав, но изглеждат различно в небето.
Акооблакът газ и прах е толкова нагрят от най-близките звезди, включително тези, които се намират и раждат в него, че може да започне да свети, като всеки газ, нагрят до висока температура. Това садифузни лъчисти мъглявини.Температурите на газа в лъчистите мъглявини могат да достигнат милиони градуси.
Пример за дифузна мъглявина е мъглявината Розета.
Ориз. 2. Една от излъчващите мъглявини е мъглявината Розета.
Пример за планетарна мъглявина е планетарната мъглявина в съзвездието Лира. Фразата "планетна мъглявина" е историческа и няма нищо общо с формирането на планетарна система около звезди. Напротив, това е разширяваща се обвивка от стара, развиваща се звезда. В центъра на планетарна мъглявина винаги се наблюдава звезда и причината за светенето на тези обекти е същата като при мъглявините с дифузна светлина - йонизиращото ултравиолетово лъчение на гореща звезда.
Ориз. 3. Планетарна мъглявина в съзвездието Лира.
Ако междузвездният газ не се нагрява от близките звезди, тогава могат да се наблюдават тъмни мъглявини или дори глобули.
2. Дифузни мъглявини
Много мъглявини нямат определена форма. Приличат на кичури мъгла, разпространяваща се на струи в различни посоки. Тези мъглявини се наричат дифузни. Други имена за тези обекти са газ, галактически мъглявини. Има няколкостотин от тях в нашата галактика.
Има мъглявини с абсорбционен спектър, има с емисионен спектър (емисионен спектър). Първите мъглявини понякога се наричат отражателни мъглявини. Последните мъглявини светят поради възбуждане от гореща звезда от ранни спектрални класове. Те се наричат още емисионни мъглявини.
Мъглявината Орион(M42) е най-ярката дифузна мъглявина в небето. За астрономите Орион също е интересен обект, тъй като съдържа един от най-близките до нас и най-активните звездообразуващи региони в Млечния път. Близо до центъра е известният множествен звезден трапец на Орион, състоящ се от 4 звезди, както и звездна асоциация, която включва около хиляда звезди, чиято възраст е около милион години. През последните 10 милиона години в този регион са се образували десетки хиляди нови звезди. Това е много кратък период от време по астрономически стандарти.
Ориз. 4. Дифузна мъглявина M 42 "Мъглявина Орион".
Газово-праховата мъглявина M 42 - в ясна нощ може да се види с просто око в центъра на съзвездието Орион. Дори с бинокъл може да се види, че тази мъглявина се простира на няколко десетки светлинни години.
Фиг.5. Дифузни мъглявини в съзвездието Орион: M 42 (NGC 1976) отдолу и M 43 (NGC 1977) отгоре.
Той е осветен от няколко масивни горещи звезди, разположени в центъра му, известни като трапец. Централната част на тази мъглявина обаче е скрита от наблюдателя, тъй като не се вижда във видимата област на спектъра. Той съдържа около хиляда много млади звезди, разстоянието между които е по-малко от разстоянието между Слънцето и най-близките до него звезди. Във видимата част на спектъра централната област е скрита от голямо количество газ и прах, от които са се образували тези звезди. Ефектът на засенчване намалява при по-дълги дължини на вълната.
Фиг.6. Изображение на централната част на мъглявината Орион, съставено от 81 изображения,
заснети с много големия телескоп (VLT) в обсерваторията Paranal, ESO.
Близо до центъра е известният многозвезден трапец
Тук се виждат следи от изтичане на газ от много млад обект, разположен в плътен молекулен облак зад мъглявината Орион. Изхвърленият от експлозията газ се разпръсква със скорост 200 км в секунда.
Фиг.7. Една от излъчващите мъглявини е мъглявината Розета.
Вътре в мъглявината има отворен куп от ярки млади звезди, известен като NGC 2244. Тези звезди са се образували от материала на мъглявината преди около четири милиона години и техните звездни ветрове издухват дупка в центъра на мъглявината, ограничена от слой прах и горещ газ. Мъглявината, заобикаляща клъстера, свети под въздействието на ултравиолетовото лъчение от звездите в клъстера. На около 5000 светлинни години, мъглявината Розета, с диаметър около 100 светлинни години, се вижда през малък телескоп.
Фиг.8. Дифузна мъглявина "Трифид".
Дифузната мъглявина "Трифид" в съзвездието Стрелец е с диаметър 40 светлинни години (20x20º) и съдържа голямо количество прах. Тази област на звездообразуване съдържа няколко млади звезди дълбоко в мъглявината, които я карат да свети. Червените цветове са емисии от газа, нагрят от тези горещи млади звезди. Сините цветове се получават от разсейването на звездна светлина от прах в мъглявина.
Фиг.9. Мъглявината Примка NGC 6069.
Фиг.10. Дифузната мъглявина "Карина" NGC 3372.
Ориз. 11. Дифузна мъглявина "Тарантула".
Фиг.12. Дифузна мъглявина "Северна Америка" NGC 7000 (вляво)
и дифузната мъглявина Пеликан IC 5067 (вдясно).
Ориз. 13. Дифузна мъглявина "Лагуна".
Мъглявината Лагуна съдържа малки клъстери от звезди (NGC 6523) и свързан заобикалящ ги газов облак, от койтоте са се образували. Мъглявината се вижда с просто око като ярко размито петно с шест звезди от 7-ма и 9-та величина. Основата на сиянието на дифузната мъглявина е ярката област в долния десен ъгъл на изображението, съдържаща мъглявината Пясъчен часовник. Името идва от тъмната гама, която сякаш отделя централната зона.
Фиг.14. Дифузна мъглявина и отворен звезден куп в съзвездието Змийски орел.
В центъра ясно се виждат така наречените "стълбове".
Звездите в M16 са се образували от газ и прах и сега захранват останалия газ, карайки го да свети. Подробни изображения от космическия телескоп Хъбъл показаха това и също така доказаха продължаващото звездообразуване. Името му идва от отличителната му черта, създадена от дебелите области на прах в мъглявината.
Ориз. 15. В центъра на дифузната мъглявина "Орел" се виждат "стълбове".
Това са региони с по-студен междузвезден газ.
Ориз. 16. Дифузна мъглявина "Омега" (M 17) в съзвездието Стрелец.
Дифузната мъглявина M17 е известна с няколко имена - мъглявината Омега (Omega), Лебедът (Swan), Подковата (Horseshoe) или мъглявината Омар. В тази мъглявина млади звезди възбуждат околния газов облак, от който са се образували, което ги кара да светят в червено. Масата на газа в мъглявината е оценена на около 800 маси на нашето Слънце. Дифузната мъглявина е със значителни размери и може да се наблюдава със слаби телескопи (20x15`).
Сред мъглявините има няколко така наречени планетарни мъглявини. Във всяка от тях, в центъра, винаги има една много гореща звезда. Такива мъглявини са съставени от разреден газ, който се отдалечава от централната звезда във всички посоки със скоростдесетки километра в секунда. Ако газовата обвивка около звездата е куха отвътре, тогава мъглявината има формата на пръстен, като например мъглявината в съзвездието Лира.
Ориз. 17. Планетарна мъглявина M 57 "Пръстен" в съзвездието Лира.
Мъглявината Пръстен (M57) е може би най-известният небесен пръстен. Привидният сравнително правилен пръстен е просто оптична илюзия, свързана с проекцията; всъщност облакът от газ, заобикалящ умиращата централна звезда, е с форма на варел, докато ние, гледайки го от Земята, виждаме пръстен, тъй като оста на "цевта" е успоредна на зрителната линия. Това невероятно ясно изображение е получено от наблюдения, направени от космическия телескоп. Хъбъл и използва естествени цветове, за да представи температурата на газа, обгръщащ централната звезда. Енергията на твърдите ултравиолетови фотони е достатъчна, за да йонизира повечето от изхвърлените външни слоеве, както и да възбуди тяхното излъчване, което виждаме от мъглявината. Горещият син газ близо до старото ядро на звездата (зараждащо се бяло джудже), който служи като източник на енергия, постепенно отстъпва място на по-хладния зелен и жълт газ, разположен на по-голямо разстояние от звездата, и след това на най-студения червен газ от външната обвивка. Тъмни продълговати структури също се виждат близо до ръба на мъглявината. Мъглявината Пръстен е около една светлинна година в диаметър и на около 2000 светлинни години от нас.
Мъглявината Котешко око (NGC 6543) е една от най-известните и красиви планетарни мъглявини в небето със сложна структура. Неговите запомнящи се симетрични форми се виждат в централната част на изображението с фалшив цвят, специално обработено, за да покаже огромен, но много слаб ореол от газообразна материя, която имадиаметър от около три светлинни години, който вероятно се е образувал от материала, изхвърлен по време на ранните, активни етапи на звездната еволюция. Зашеметяващо оптично изображение с фалшиви цветове, направено през 1995 г. от космическия телескоп Хъбъл, предоставя подробен изглед на подобните на вихър структури на тази светеща мъглявина, която е газова обвивка, изхвърлена на около 3000 светлинни години от Земята от умираща слънцеподобна звезда.