Темная туманность это кратко
Обновлено: 05.07.2024
Если вблизи или внутри облака газа или пыли, находящегося в межзвёздном пространстве, нет яркой звезды, то подобное образование будет выглядеть совсем не так, как светящаяся диффузная туманность. Напротив, скорее всего вид “темной туманности” будет напоминать черное пятно на фоне звездного неба.
В самом деле – не существует никакой “вселенской разнарядки” по типу: к каждой яркой звезде, обязательно должно быть приписано штатное газопылевое облако. Звёзды и космические туманные облака физически никак не связаны, поэтому не удивительно, что мы находим много межзвёздных облаков, не расположенных вблизи освещающей их звезды.
Вместо того, чтобы транслировать, излучать звездный свет в пространство, такие облака, напротив, будут поглощать и рассеивать свет звёзд, находящихся за ними. Поэтому, на светлом фоне Млечного Пути, они должны выглядеть, как обширные тёмные пятна.
При визуальных наблюдениях тёмные туманности не являются заметными, бросающимися в глаза объектами. Это — малоинтересные области, лишённые или почти лишенные звёзд, на которые наблюдатели в основном даже не обращают внимания.
Фотографии с продолжительной экспозицией, показывают, что даже в Угольном Мешке остаётся всё же одна треть того числа слабых звёзд, которое приходится в среднем на такую же площадь в соседней области. Он в действительности не так чёрен, как кажется сначала. Подобным же образом солнечные пятна, будучи на самом деле слишком яркими, на фоне солнечного диска кажутся только темными областями.
Что представляет собой темная газопылевая туманность
Что можно узнать о размерах, расстоянии и составе тёмной туманности? По первым двум пунктам сведения можно получить из подсчётов звёзд внутри и вокруг тёмной туманности. Подсчёты, сделанные в двух участках одинаковой площади, один из которых выбирается внутри туманности, а другой — вблизи неё, обычно совпадают для наиболее ярких звёзд.
Переходя к более слабым звёздам, мы вскоре достигаем такой звёздной величины, для которой подсчёт в затемнённой области даёт гораздо меньше звёзд, чем в соседней светлой области сравнения. Процентная разность в числе звёзд возрастает по мере того, как всё более и более слабые звёзды включаются в подсчёт, но в конце концов становится почти постоянной.
Одним из первых астрономов, понявших значение подсчёта звёзд для изучения тёмных туманностей, был Вольф, а А. Паннекук развил статистические методы анализа таких подсчётов.
Большой разброс абсолютных величин звёзд всех типов, захватываемых подсчётом, очень затрудняет точное определение расстояний тёмных туманностей, но метод Паннекука позволяет, во всяком случае, сказать, находится ли поглощающее свет облако на расстоянии двухсот, шестисот или полутора тысяч световых лет от Солнца; Паннекук показал, далее, что подсчёты самых слабых звёзд позволяют достаточно уверенно судить о полном поглощении света туманностью.
Туманность Угольный Мешок
Например, туманность Угольный Мешок образуется тёмным облаком, отстоящим примерно на 300 световых лет от Солнца. Это по галактическим масштабам — близкое соседство. Полное поглощение света облаком составляет немногим больше одной звёздной величины, но в некоторых особо тёмных частях оно достигает трёх звёздных величин.
В более тонких исследованиях тёмных туманностей важную роль играют спектры и цвета слабых звёзд. Степень покраснения света при прохождении его через тёмную туманность почти целиком определяется средними размерами частиц, составляющих туманность.
Сирс и Хаббл показали, что свет звёзд, включённых в яркие туманности, становится более красным, а Карл Адам Вильгельм Шален, позднее, показал, что тёмные туманности влияют на цвет проходящего через них звёздного излучения, хотя степень покраснения при этом оказывается весьма мала.
Шален заключил отсюда, что частицы, наиболее эффективно поглощающие свет, являются маленькими крупинками пыли с диаметром в 0,00001 см. На основе этого он сделал предположение, кажущееся довольно естественным, что эти маленькие крупинки — металлические и состоят, вероятно, из железа, цинка или меди.
Поэтому “темная” туманность, не смотря на всю свою “темноту”, все-таки должна слегка светиться рассеянным светом. Это слабое свечение трудно измерить, но наблюдения, сделанные до сих пор, показывают, что рассеивается весьма значительная часть падающего света. Очевидно, частицы в тёмных туманностях рассеивают свет более эффективно, чем это могли бы делать металлические крупинки. Было высказано предположение, что наблюдаемые свойства частиц согласуются с теми, которые можно было бы ожидать у маленьких кристалликов льда.
Так что, весьма может быть, что тёмные облака в космическом пространстве более похожи на наш град или снежные облака, чем это кажется с первого взгляда!
Тёмная туманность является типом межзвёздного облака. Причём оно очень плотное. Настолько, что поглощает видимый свет, который исходит от других туманностей или звёзд.
Очевидно, причиной наблюдаемых эффектов тёмных туманностей является насыщенный состав и его свойство впитывания света.
Тёмное межзвёздное облако
Поглощение обусловлено тем, что в холодных и плотных областях облаков располагается межзвёздная пыль. Именно её частицы пожирают излучение.
К тому же, благодаря составу, заполненному пылью и газом, внутри тёмных туманностей активно происходят процессы. Например, такие, как звёздообразование, или мазерное излучение.
Космический мазер
Проще говоря, тёмные туманности это блокаторы видимой светлой части Вселенной. В её пространстве они выглядят как тёмные пятна или участки. Поэтому они и получили такое название.
Как известно, по аналогии с другими типами данная туманность представляет собой газо-пылевое облако. Однако она отличается тем, что в ней располагается источник света. Особенностью является нестандартная форма, у которой отсутствуют чёткие границы.
Такие объекты не имеют привычных звёздных величин. То есть для характеристики не используют размеры и массу. Однако для тёмных туманностей используют индекс непрозрачности. Существует шкала от 1 до 6. Так, самые прозрачные это наименьшее число, а 6 обозначает, наоборот, самые непрозрачные. Прозрачность выступает свойством пропускать свет.
Туманность Конская Голова
Так как туманности являются уникальными космическими объектами, то для них создан специальный каталог. Это так называемый каталог Барнарда. На самом деле в нём описаны самые известные и доступные для наблюдения тёмные туманности.
Туманности вмещают удивительные скопления звезд, пыли и газа, которые часто влияют на их форму. Конечно, понадобится хороший телескоп, чтобы получить качественные снимки. Палитра красок проявляется лишь на длинных экспозициях, демонстрируя водород (розовый), гелий (синий), азот (красный) и кислород (сине-зеленый).
Но туманность может быть и темной. Этот вид открыл Уильям Гершель, представив пылевые и газовые облака, лишенные освещения звезды, и слишком плотные, чтобы пропускать свет.
Типы туманностей
Эмиссионная туманность
Туманность эмиссионных линий и эмиссионная туманность создают собственное свечение. Атомы водорода приходят в активность из-з мощного ультрафиолетового света звезд. Затем водород ионизируется (теряет электрон, излучающий фотон).
Звезды О-типа могут ионизировать газ в радиусе 350 световых лет. Туманность М17 обнаружил де Шезо в 1746 году, а в 1764 году ее заново открыл Шарль Мессье. Она находится в Стрельце и называется также туманностью Лебедя, Омега, Подкова и Лобстер. Невероятно яркая и ее розовое свечение можно заметить без использования техники в низких широтах (видимая величина – 6). Внутри находятся молодые звезды, создающие область HII. За красный цвет отвечает ионизированный водород.
Инфракрасный свет помогает находить огромное количество пыли, намекающее на активное звездообразование. Внутри находится скопление из 30 звезд, затененных туманностью, протирающейся в диметре на 40 световых лет. Общая масса в 800 раз превосходит солнечную.
М17 удалена на 5500 световых лет. Вместе с М16 расположена в одном спиральном рукаве Млечного Пути (Стрельца-Киля).
Наиболее известные эмиссионные туманности
Эмиссионные туманности каталога Мессье
Отражательная туманность
Такой тип туманностей наполнен водородом (наиболее распространенный элемент во Вселенной) и пылью. Она отражает свет, посылая его к звездам, которые содержит. Этот эффект можно проследить на синей туманности Плеяд.
Эмиссионные часто смешиваются с отражательными туманностями. В качестве примера можно привести М42 (Туманность Ориона). Светящийся газ окружает молодые звезды, расположенные на краю гигантского молекулярного облака, отдаленного от нас на 1500 световых лет.
В центре заметны 4 синие звезды, формирующие трапецию и освещающие вещество в пространстве. Атомы поглощают звездный свет и переправляют уже в своем цвете. Радиоастрономические исследования показывают, что туманность Ориона является частью крупного и непрозрачного облака Ориона. Облачное сжатие появилось в трапециевидных звездах и группе протозвездных туманностей, которые находятся за туманностью Ориона. Это ближайшая к нам область формирования звезд.
Наиболее известные отражательные туманности
Темная туманность
Темная туманность – облако, наполненное пылью и холодным газом, не пропускающих видимый свет, из-за чего закрывает видимость на внутренние звезды. Средний диаметр пыли – 1мкм (0.001 мм). Это плотность сигаретного дыма. Мелкие частички собирают небольшое количество молекул.
Наиболее известные темные туманности
Планетарная туманность
Туманность Улитка привлекает к себе астрономов-любителей благодаря ярким цветам и сходством с огромным глазом. Ее нашли в 18 веке и удалена на 650 световых лет (созвездие Водолей).
Наиболее известные планетарные туманности
Планетарные туманности каталога Мессье
Туманности Остаток сверхновой звезды
Остатки сверхновых образуются, когда звезда завершает жизнь в массивном взрыве, известном как сверхновая звезда. Взрыв уносит большое количество вещества звезды в космос. Это облако материи пылает с остатками звезды, которая их породила. Одним из лучших примеров остатка сверхновой звезды является Крабовидная туманность (M1) в созвездии Тельца. Она освещено пульсаром, который был образован сверхновой звездой.
Наиболее известные туманности остатки сверхновых
Список менее известных туманностей:
Формирование туманности
Туманность появляется, когда частички ISM подвергаются гравитационному коллапсу. Из-за обоюдного гравитационного влияния материя сближается и создает участки с большей плотностью. В центре могут формироваться звезды, чье ультрафиолетовое ионизирующее излучение делает так, что окружающий газ приобретает видимость на оптических длинах волн.
Большинство туманностей крупные, а их диаметр достигает сотни световых лет. Они плотнее окружающего пространства, но уступают вакууму, созданному в земной среде. Если бы существовала туманность, похожая на Землю, то ее масса достигала бы пары килограмм.
История наблюдений за туманностями
4 июля 1054 года вспыхнула сверхновая, создавшая Крабовидную туманность (SN 1054). Китайские и арабские астрономы смогли разглядеть ее и зарегистрировать. Были свидетельства, что многие цивилизации замечали все эти объекты, но не оставили после себя записей.
В 17-м веке наблюдения стали еще доступнее благодаря появлению телескопов. Все началось в 1610 году, когда астроном из Франции Никола-Клод Фабри де Пейреск впервые зарегистрировал туманность Ориона. В 1618 году астроном из Швейцарии Иоганн Баптист Цизат также видел ее, после чего в 1659 году подключился Кристиан Гюйгенс.
Космическому телескопу Хаббл удалось максимально глубоко взглянуть на удивительное формирование. Крабовидная туманность взывает интерес у астрономов, потративших много времени на ее изучение. Это наикрупнейший снимок (наивысшее разрешение), созданный благодаря камере Хаббла WFPC2. Для комбинированного изображения использовали 24 отдельных кадра.
К 18 веку количество найденных туманностей начало увеличиваться, и астрономы поняли, что пришло время создавать списки. В 1715 году Эдмунд Галлей опубликовал список из туманностей Мессье 11, Мессье 13, Мессье 22, Мессье 31, Мессье 42 и глобулярного скопления Омега Центавра (NGC 5139).
В 1746 году Жан Филипп де Шезо предоставил 20 туманностей, включая 8 новых. Николя Луи де Лакайль (в 1751-1753 гг.) категорировал 42 туманности, большая часть которых ранее нигде не упоминалась. И уже в 1781 году появляется известный каталог Шарля Мессье (101 объект), куда также вошли галактики и кометы.
С 1864 года Уильям Хаггинс начал разделять туманности, основываясь на их спектрах. 1/3 обладала спектром излучения газа (эмиссионные), а другие демонстрировали непрерывный спектр, согласующийся со звездной массой (планетарные).
Весто Слайфер в 1912 году добавил отражательные туманности, после того, как увидел скопление Плеяд. После дебатов в 1922 году стало понятно, что многие объекты, наблюдаемые ранее, были не туманностями, а далекими спиральными галактиками. Тогда же Эдвин Хаббл объявил, что практически все туманности связаны со звездами, обеспечивающих освещение. С тех пор количество росло, а классификация становилась более четкой.
Получается, что туманность – не только старт для звезды, но и финиш. И во всех звездных системах найдутся туманные облака и массы, ожидающие рождения нового звездного поколения. На нашем сайте вы сможете не только полюбоваться на фото туманностей и изучить весь список, но также рассмотреть их в режиме онлайн с помощью 3D-моделей, где указаны все звезды, туманности, созвездия и скопления как в галактике Млечный Путь, так и за ее пределами.
Тёмные туманности — гигантские облака пыли и холодного газа, лежащие в пространстве между Землей и далекими звездами. Облака блокируют часть звездного света и выглядят как темные участки неба, полностью или почти полностью лишенные звезд. Исследования показали, что в основном звездный свет поглощают мельчайшие частицы размером около 0,001 мм, состоящие из графита, силиката, льда и возможно небольшой примеси железа. Температура темных туманностей чрезвычайно низка для межзвездного вещества и составляет -250°С. Стоит отметить, что если бы темные туманности располагались по соседству с яркими горячими звездами, которые смогли бы подсветить газы туманности, мы были бы обязаны классифицировать их как эмиссионные или отражательные.
Первым астрономом, который сфотографировал, а затем каталогизировал темные туманности, был Эдвард Барнард (1857 — 1923). Грандиозная работа, проделанная им более 100 лет назад с помощью 10-дюймового астрографа, легла в основу каталога темных туманностей, видимых из северного полушария, носящего его имя.
Как наблюдать темные туманности
Общее правило для наблюдений темных туманностей: меньше — больше. Используйте небольшое увеличение и широкоугольный окуляр, чтобы усилить контраст между темной туманностью и окружающим ее фоном. Вообще, визуально темные туманности не такие уж и темные, и зачастую начинающие наблюдатели их просто не замечают на фоне окружающего неба. Главная уловка, позволяющая их обнаружить, — это убедиться в том, что вы точно навели свой телескоп или бинокль на нужную часть неба, а затем тщательно рассмотреть окрестности. Темная туманность выглядит как лишенный звезд островок, окруженный звездным морем. Применив высокое увеличение, вы уменьшите поле зрения, а вместе с ним и количество звезд, окружающих туманность. Т.е. вы сделаете общий фон неба более темным, рискуя вообще пропустить на нем искомый объект. Однако из каждого правила есть исключения. Некоторые небольшие темные туманности наоборот требуют высоко увеличения. Например, B86, B92 и B93 в Стрельце.
Обратите внимание: положительный результат наблюдений темных туманностей напрямую зависит от темноты места наблюдения. Если наиболее яркие звездные скопления, туманности и галактики можно наблюдать в городских условиях, то для наблюдения тёмных туманностей необходимо выезжать подальше от засвеченных мест!
Для наблюдения тёмных туманностей лучше всего подходит каталог Барнарда, где собраны все самые интересные и наиболее доступные для визуальных и фотографических наблюдений туманности. Объекты этого каталога имеют обозначения B (Barnard)
10 наиболее интересных тёмных туманностей
Курительная трубка (B 59, B 65-67, B 78). Змееносец. Opacity – 5. Время наблюдения: конец весны — лето
Тёмная лошадь. Змееносец. Время наблюдения: конец весны — лето
Туманность Змея (B 72). Змееносец. Opacity – 6. Время наблюдения: конец весны — лето
Литера E (B 142, B 143). Орёл. Opacity – 6. Время наблюдения — лето
Очень красивый комплекс тёмных туманностей. В бинокль или широкоугольный телескоп обе туманности образуют букву Е. Обратите внимание на тёмное ответвление у Barnard 142
Barnard 133 . Орёл Opacity – 6. Время наблюдения — лето
Под тёмным небом легко видна в бинокль или искатель телескопа. Очень тёмная. В 200–300-мм телескоп с поисковым увеличением туманность выглядит овальным чёрным пятном. При добавлении увеличения становятся заметны несколько тонких темных прожилок, отходящих от туманности и растворяющихся в Млечном Пути
Чёрная дыра (B 92). Щит. Opacity – 6. Время наблюдения — лето
Туманность Голова попугая (B 87). Щит. Opacity – 4. Время наблюдения — лето
Чернильное пятно (B 86). Стрелец. Opacity – 5. Время наблюдения — лето
B 86 находится на 4° южнее туманности Лагуна неподалеку от скопления NGC 6520. Туманность имеет клинообразную форму и нечеткие границы, плавно растворяющиеся в Млечном Пути. Соседство с красивой оранжевой звездой придает туманности особый шарм.
Barnard 168 . Лебедь. Opacity – 3. Время наблюдения — лето
B 168 берет свое начало от туманности Кокон (IC 5146) и в виде узкой ленты простирается на 2° западнее. B 168 — легкая цель, поскольку окружена богатым звездным фоном Млечного Пути. Лучше всего использовать поисковый широкоугольный окуляр для достижения наилучшего контраста между туманностью и звездным фоном.
Конская голова (B 33). Орион. Время наблюдения — зима
Легендарная тёмная туманность является трудным объектом для визуальных наблюдений. Вам понадобится идеально темное небо с хорошей прозрачностью и телескоп с диаметром объектива от 300 мм. Не ждите ничего похожего на фотографии, Конская голова видна как небольшая тёмная выемка на фоне призрачного свечения IC 434. Фильтры OIII и UHC помогают усилить контраст между B 33 и IC 434. Особенно хорошо выделяет туманность фильтр Hydrogen-Beta.
Читайте также: