Реферат по теме туманности
Обновлено: 02.07.2024
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
Реферат на тему: Введение.
Для людей далекого прошлого Вселенная была, если и не всегда безопасным, но и все же устойчивым миром, созданным, казалось бы, единственно для удобства рода человеческого. Едва ли человек тогда сомневался, что его обитель - Земля - занимает главенствующее, центральное положение, тогда как Солнце оправдывает свое существование, снабжая человечество светом и теплом. Сверкающие звезды, прикрепленные к вращающейся небесной сфере, рассматривались как элементы космической мозаики, предназначенной для украшения ночи.
Вполне естественно было также, что детали небесного пейзажа стали отождествляться с героями мифологии; это отождествление сохранилось до нашего времени в виде названий групп звезд или созвездий. С течением времени легенды, отражающие самые первые попытки установить свое место в окружающем мире, сменились объективными исследованиями неба.
Астроном-исследователь обнаружил, что Вселенная - это сокровищница, полная открытий. В ходе истории были открыты объекты всевозможных видов - не только одиночные звезды, но также скопления звезд и облака из газа и диффузного вещества. Эти облака, видимые невооруженным или вооруженным глазом через мощный телескоп, представляют собой туманности. Также в виде туманностей нам представляются далекие галактики. Звездные скопления.
Звезды – громадные сферические сгущения плотного и горячего ионизированного газа (плазмы), способные к самопроизвольному свечению за счет энергии, берущейся от протекающих в недрах этих объектов термоядерных реакций.
Звезды распределены в пространстве неравномерно. Иногда они образуют группы, которые в зависимости от размеров и степени концентрации звезд к центру делятся на скопления и ассоциации.
Звездные скопления – это группы звезд, связанных между собой силами притяжения и общностью происхождения. Они насчитывают от нескольких десятков до сотен тысяч звезд.
Все скопления разделяют на рассеянные и шаровые. Различие между ними в основном определяется массой и возрастом этих образований.
Рассеянные скопления.
Рассеянные звездные скопления объединяют десятки и сотни, редко тысячи звезд. Размеры их обычно составляют несколько парсек. Концентрируются к экваториальной плоскости Галактики. Скорости их относительно Солнца не велики, порядка 10 – 12 км/с, потому что вместе с ними они принимают участие во вращении Галактики. Звезды рассеянных звездных скоплений сходны по химическому составу с Солнцем и другими звездами галактического диска. Примеры
(Пример шарового скопления)
рассеянных звездных скоплений – Плеяды и Гиады в созвездии Тельца. В нашей Галактике известно более 1000 звездных скоплений. Однако, согласно совершенным исследованиям их, вероятно, должно быть раз в 20 больше: далеко от Солнца мы можем обнаружить только самые яркие скопления; к тому же в галактической плоскости концентрируется и пыль, поглощающая свет и мешающая наблюдать далекие звезды.
Шаровые скопления.
Шаровые звездные скопления насчитывают сотни тысяч звезд, имеют четкую сферическую или эллипсоидальную форму с сильной концентрацией звезд к центру. Размер их вместе с коронами (то есть внешними (Пример шарового скопления)областями) доходят до 100 – 200 парсек.
Основные типы туманностей: диффузные, отражательные, темные, остатки сверхновых, планетарные. Взрыв сверхновой звезды в созвездии Тельца. Черные пятна вдоль всего Млечного Пути. Рождение на последней стадии жизни звезды из обильных потоков газов.
| Рубрика | Астрономия и космонавтика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.12.2009 |
| Размер файла | 19,4 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Туманностями астрономы раньше называли любые небесные объекты, неподвижные относительно звезд, имеющие, в отличие от них, диффузный, размытый вид, как у маленького облака. Со временем выяснилось, что некоторые из них, например, туманность в Орионе, состоят из межзвездного газа и пыли и принадлежат нашей Галактике. Другие, так называемые “белые” туманности, как в Андромеде и в Треугольнике, оказались гигантскими звездными системами, подобными Галактике. До середины IXX в. астрономы считали, что все туманности - это далекие скопления звезд. Но в 1860, впервые использовав спектроскоп, У. Хёггинс показал, что некоторые туманности газовые. Когда сквозь спектроскоп проходит свет обычной звезды, наблюдается непрерывный спектр, в котором представлены все цвета от фиолетового до красного; в некоторых местах спектра звезды имеются узкие темные линии поглощения, но заметить их довольно трудно - они видны лишь на качественных фотографиях спектров. Поэтому при наблюдении глазом спектр звездного скопления выглядит как непрерывная цветная полоса. Спектр излучения разреженного газа, напротив, состоит из отдельных ярких линий, между которыми практически нет света. Как раз это и увидел Хёггинс при наблюдении некоторых туманностей через спектроскоп. Более поздние наблюдения подтвердили, что многие туманности действительно являются облаками горячего газа. Часто астрономы называют туманностями и темные диффузные объекты - тоже облака межзвездного газа, но холодные. Туманности делят на следующие основные типы: диффузные туманности, или области H II, такие, как Туманность Ориона; отражательные туманности, как туманность Меропы в Плеядах; темные туманности, как Угольный Мешок, которые обычно связаны с молекулярными облаками; остатки сверхновых, как туманность Сеть в Лебеде; планетарные туманности, как Кольцо в Лире. Широко известные примеры диффузных туманностей - это Туманность Ориона на зимнем небе, а также Лагуна и Тройная (Трехраздельная) - на летнем. Темные линии, рассекающие Тройную туманность на части, - это холодные пылевые облака, лежащие перед ней. Расстояние до этой туманности ок. 2200 св. лет, а ее диаметр чуть менее 2 св. лет. Масса этой туманности в 100 раз больше солнечной. Некоторые диффузные туманности, например Лагуна 30 Золотой Рыбы и Туманность Ориона, значительно крупнее и массивнее. В отличие от звезд газовые туманности не имеют собственного источника энергии; они светятся только в том случае, если внутри них или рядом находятся горячие звезды с температурой поверхности 20 000-40 000° С. Эти звезды испускают ультрафиолетовое излучение, которое поглощается газом туманности и переизлучается им в форме видимого света.
В 1054 была видна вспышка звезды в созвездии Тельца. Восстановленная по китайским летописям картинам вспышки показывает, что это был взрыв сверхновой звезды, которая в максимуме достигла светимости в 100 млн. раз выше солнечной. Крабовидная туманность находится как раз на месте той вспышки. Измерив угловые размер и скорость расширения туманности и поделив одно на другое, рассчитали, когда это расширение началось, - почти точно получился 1054 год. Сомнений нет: Крабовидная туманность - остаток сверхновой звезды. При наблюдении в небольшой телескоп планетарные туманности выглядят размытыми дисками без особых деталей и поэтому напоминают планеты. У многих из них вблизи центра видна голубая горячая звезда; типичный пример - туманность Кольцо в Лире. Как и у диффузных туманностей, источником их свечения служит ультрафиолетовое излучение звезды, находящейся внутри. На спектрограммах туманностей, полученных со щелевым спектрографом, линии часто выглядят изломанными и расщепленными. Это - эффект Доплера, указывающий на относительное движение частей туманности. Планетарные туманности обычно расширяются радиально от центральной звезды со скоростью 20-40 км/с. Оболочки сверхновых расширяются гораздо быстрее, возбуждая перед собой ударную волну. У диффузных туманностей вместо общего расширения обычно наблюдается турбулентное (хаотическое) движение отдельных частей. По химическому составу планетарные туманности весьма разнообразны: элементы, синтезированные в недрах звезды, у некоторых из них оказались подмешанными к веществу сброшенной оболочки, а у других - нет. Еще сложнее состав остатков сверхновых: сброшенное звездой вещество в значительной степени смешано с межзвездным газом и, кроме того, разные фрагменты одного остатка иногда имеют различный химический состав (как у Кассиопеи А).
Диффузные и планетарные туманности имеют совершенно разное происхождение. Диффузные всегда находятся в областях звездообразования - как правило, в спиральных рукавах галактик. Обычно они связаны с крупными и холодными газопылевыми облаками, в которых формируются звезды. Яркая диффузная туманность - это небольшой кусочек такого облака, разогретый родившейся поблизости горячей массивной звездой. Поскольку такие звезды формируются нечасто, диффузные туманности далеко не всегда сопровождают холодные облака. Планетарные туманности - это оболочки, сброшенные звездами на заключительном этапе их эволюции. Нормальная звезда светит за счет протекающих в ее ядре термоядерных реакций, превращающих водород в гелий.
Отражательные туманности
Туманность такого типа образуется, когда облако с рассеивающими свет пылинками освещается расположенной рядом с ним звездой, температура которой не так высока, чтобы заставить светиться газ. Небольшие отражательные туманности иногда видны рядом с формирующимися звездами.
Темные туманности
Данные туманности - это облака, состоящие в основном из газа и пыли (частично) В оптическом диапазоне они закрывают от нас центр Галактики и видны как черные пятна вдоль всего Млечного Пути, например, Большой Провал в Лебеде. Но в инфракрасном и радиодиапазонах эти туманности излучают довольно активно. В некоторых из них сейчас формируются звезды. Плотность газа в них значительно выше, чем в межоблачном пространстве, а температура ниже, от -260 до -220° С. В основном они состоят из молекулярного водорода, но обнаружены в них и другие молекулы вплоть до молекул аминокислот.
Остатки сверхновых
Когда состарившаяся звезда взрывается, ее внешние слои сбрасываются со скоростью около 10000 км/с. Это быстро летящее вещество, сгребает перед собой межзвездный газ, и вместе они образуют структуру, подобную туманности Сеть в Лебеде. При столкновении движущееся и неподвижное вещества нагреваются в мощной ударной волне и светятся без дополнительных источников энергии. Температура газа при этом достигает сотен тысяч градусов, и он становится источником рентгеновского излучения.
Туманности - одни из самых красивых объектов во Вселенной
Планетарные туманности - остатки звездных катастроф, - безусловно, относятся к красивейшим объектам во Вселенной, но они все еще окутаны тайнами, причем в буквальном смысле этого слова. Даже при том, что многие такие газо-пылевые туманности находятся в относительной близости от нас и подробно изучены, среди них встречаются те, что продолжают озадачивать астрономов.
Речь идет прежде всего о небольшом количестве необычных туманностей, которые очень сильно разогреты. При этом они содержат большое количество ионов, то есть атомов, которые потеряли один или сразу несколько своих электронов. В зависимости от количества вовлеченных в этот процесс атомов и числа потерянных электронов, судят о силе радиации (или соударениях с высокоэнергетичными частицами). Высокоэнергетичные "ветры" "выдувают" в окружающей материи своеобразные пузыри. Некоторые из подобных пузырей различимы на полученных изображениях в виде цветных дуг.
Но что является источником подобного возбуждения атомов? Это может быть и энергичной молодой звездой, и неким экзотическим объектом, скрытым внутри туманности. Как эти специфические объекты вписываются в современную картину развития Вселенной? Новые наблюдения множества таких необычных туманностей были недавно получены на Очень Большом Телескопе (Very Large Telescope - VLT) Южной европейской обсерватории (ESO) Paranal в Чили. Группа астрономов из Института астрофизики и геофизики в Льеже (Бельгия) выяснила, что четыре изображенных на фото туманности в Магеллановых облаках (двух маленьких спутниковых галактиках нашего Млечного пути, находящихся в нескольких сотнях тысяч световых лет от Земли) высоко ионизированы.
В случае первых трех туманностей бельгийцы преуспели в идентификации источников высокоэнергетичной радиации (ультрафиолет и др.): причина в самых горячих, самых массивных звездах, причем некоторые из них являются двойными. Это могут быть так называемые звезды Вольфа-Райе (WR - Wolf-Rayet stars), светимость которых в 1-10 млн. раз превышает светимость Солнца, но сгорают они за миллионы, а не за миллиарды лет, как "умеренные" желтые карлики. С массами, более чем в 20 раз превышающими массу нашей родной звезды, и температурами поверхности свыше 90 тыс. градусов эти звезды поистине экстремальны. В случае четвертой туманности источник так и не удалось надежно идентифицировать.
Спиральная туманность Улитки NGC 7293
На одном из крупнейших и самых детальных изображений из когда-либо полученных астрономами запечатлена имеющая форму катушки Спиральная Туманность (иначе говоря, Туманность Улитки, NGG 7293). Составная картинка получена на основе данных Космического телескопа "Хаббл" (Hubble), объединенных с широкоугольным видом от Мозаичной Камеры (Mosaic Camera) на 0,9-метровом телескопе американской Национальной обсерватории, установленном на горе Китт-Пик в 70 км от Тусона (штат Аризона).
Астрономы из Научного института космических телескопов (Space Telescope Science Institute) собрали всю эту "мозаику" и при этом умудрились обойтись без швов. В результате проявилась интереснейшая "сетка" волокнистых "велосипедных спиц" - характерные особенности внутри красочной красно-синей "газовой конфорки", которая на самом деле представляет собой ближайшую к нам планетарную туманность. Поскольку туманность расположена совсем близко от Земли (по космическим меркам) - на расстоянии в 650 световых лет - и представляет собой огромное кольцо диаметром почти в 3 световых года (это три четверти расстояния до ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра), на земном небе она занимает несравнимое с другими туманностями место - ее видимый диаметр составляет почти половину размера полной луны (четверть градуса). Именно поэтому Спиральная Туманность - популярнейшая цель для астрономов-любителей, в бинокль она выглядит как призрачное зеленоватое облако в созвездии Водолея. Большие любительские телескопы помогут удостовериться в том, что структура туманности - именно кольцевая, но только крупнейшие наземные телескопы позволяют разглядеть радиальные полосы на ней. После тщательного анализа астрономы заключили, что туманность в действительности представляет из себя не пузырь, а исполинскую трубу, которая обращена своим "горлышком" почти точно на Землю. Новый портрет предлагает вызывающий головокружение взгляд вниз, в ее нутро, которое фактически представляет собой туннель из пылающих газов в триллион миль длиной. Яркие цвета соответствуют разогретому кислороду (синий) и водороду и азоту (красный).
Лес из тысяч подобных кометам нитей, выложенных по внутреннему краю туманности, указывает путь к центральной звезде, которая является на самом деле необычным маленьким, но при этом плотным и супергорячим белым карликом. Наземные телескопы видели эти кометоподобные нити в течение многих десятилетий, но никогда прежде их не удавалось разглядеть в таких деталях.
Планетарные туманности, подобные Спиральной, рождаются на последней стадии жизни звезды из обильных потоков газов, убегающих от затухающей "старушки". Планетарные туманности на самом деле не имеют никакого отношения к планетам, а получили свое название во времена слабых телескопов, потому что напоминали тогда астрономам планетные диски. История появления этой фотографии необычна. 19 ноября 2002 года "Хаббл", время которого расписано буквально по минутам, стал недоступен из-за космического шторма: Земля проходила метеорный поток Леониды, и было решено для защиты аппарата, особенно его сверхточного зеркала, развернуться на полдня "хвостом" к потоку. Любители внизу праздновали своеобразный День Астрономии и восхищались красочным небесным фейерверком, а космический телескоп, не защищенный земной атмосферой, был вынужден взять выходной. Тут-то и подвернулась Спиральная Туманность, которая находилась почти точно в противоположном направлении к метеорному потоку, так что "Хаббл" использовал "глухие" девять витков, пока пережидал шторм, чтобы "нащелкать" туманность. Чтобы захватить всю "протяженную" Улитку, "Хаббл" должен был сделать девять отдельных снимков.
Подобные документы
Пыль, газ и плазма как основные составляющие туманности. Классификация туманностей, характеристика их основных видов. Особенности строения диффузных, отражательных, эмиссионных, темных и планетарных туманностей. Формирование остатка сверхновой звезды.
презентация [39,5 M], добавлен 20.12.2015
Жизненный цикл звезды, этапы ее эволюции – рождение, рост, период относительно спокойной активности, агония, смерть. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, график эволюции типичной звезды. Процесс гравитационного сжатия. Гиганты и сверхгиганты, взрыв сверхновой.
презентация [2,3 M], добавлен 25.11.2014
Формирование звезд внутри туманностей - огромных облаков газа и пыли, их свойства и представители. Образование черных дыр и искривление пространства вокруг них. Туманности "Конская голова", "Замочная скважина", "Улитка". Создание нейтронной звезды.
практическая работа [2,4 M], добавлен 12.05.2009
Звёздная эволюция — изменения звезды в течение её жизни. Термоядерный синтез и рождение звезд; планетарная туманность, протозвезды. Характеристика молодых звезд, их зрелость, поздние годы, гибель. Нейтронные звезды (пульсары), белые карлики, черные дыры.
презентация [3,5 M], добавлен 10.05.2012
Температура поверхности нашего желтого Солнца. Спектральные классы звезд. Процесс зарождения звезды. Уплотнение до начала Главной последовательности. Превращение ядра водорода в ядро гелия. Образование сверхновой и нейтронной звезды. Граница черной дыры.
реферат [142,8 K], добавлен 02.09.2013
Туманность как участок межзвездной среды, выделяющейся своим излучением или поглощением излучения на общем фоне неба, ее разновидности и формы: эмиссионная, остатки сверхновых. История возникновения и развития некоторых туманностей: Орел, Песочные часы.
презентация [489,2 K], добавлен 11.10.2012
Основные этапы возникновения и развития звезд, их структура и элементы. Причины и гипотезы насчет взрывов звезд и образования сверхновых. Степень зависимости финальной стадии эволюции звезды от ее массы, предпосылки возникновения явления "черной дыры".
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Для людей далекого прошлого Вселенная была если и не всегда безопасным, но и все же устойчивым миром, созданным, казалось бы, единственно для удобства рода человеческого. Едва ли человек тогда сомневался, что его обитель - Земля - занимает главенствующее, центральное положение, тогда как Солнце оправдывает свое существование, снабжая человечество светом и теплом. Сверкающие звезды, приклепленные к вращающейся небесной сфере, рассматривались как элементы космической мозаики, предназначенной для украшения ночи.
Вполне естественно было также, что детали небесного пейзажа стали отождествляться с героями мифологии; это отождествление сохранилось до нашего времени в виде названий групп звезд или созвездий. С течением времени легенды, отражающие самые первые попытки установить свое место в окружающем мире, сменились объективными исследованиями неба.
Астроном-исследователь обнаружил, что Вселенная - это сокровищница, полная открытий, причем каждый новый серьезный вклад в совокупности уже извесных сведений ведет к возникновению множества новых нерешенных вопросов, что еще более усиливает интерес к погоне за новыми фактами. Загадки будут, вероятно, возникать до тех пор, пока существуют люди, способные их разгадывать.
В ходе истории были открыты объекты всевозможных видов - не только одиночные звезды , но также облака из газа и диффузного
обширной совокупностью звезд, подобных Солнцу. Он же высказал гипотезу о принципиальном сходстве нашей системы и т. Андромеды : по его мнению ядро т. Андромеды могло быть аналогично совокупности звезд, окружающих Солнце, а ее спиральные ветви - облакам Млечного Пути. В дальнейшем интерес к проблеме возрос благодаря появлению фотографий множества туманностей, главным образом со спиральной структурой. Они показали, что туманностей несравненно больше, чем предполагалось ранее.
Фотографии не давали ключа к разгадке физической природы спиралей. Последующие два десятилетия разнообразные исследования подтвердили мнения, что спиральные туманности являются небольшими объектами, расположенными в пределах системы Млечного Пути или очень близко от нее.
Спектроскопические наблюдения Шейнера, хотя они были совершенно правильными, в значительной степени потеряли свою ценность после того, как Слайфер (американский астроном (1875-1969), челен Национальной АН. Научные работы в области астроспектроскопии.) открыл отражательный спектр туманности в Плеядах (рис.3), относительно которой было определенно известно, что она принадлежит Млечному Пути. Слайфер писал:
Это наблюдение туманности в Плеядах навело меня на мысль, что туманность Андромеды и подобные спиральные туманности могут состоять из центральной звезды, окруженной и затемненной клочковатой и разряженной материей, которая сияет отраженым светом центрального солнца.
Фотографические изображения сгущений в спиральных туманностях также казались туманными даже на фотографиях, полученых с 60-дюймовым телескопом. Ричи (американский астроном и конструктор телескопов (1864-1945)) писал о них в 1910 г. :
Все эти спиральные туманности состоят из большого числа нерезких звездообразных
сгущений, которые я буду называть туманными звездами. Они, вероятно, представляют звезды в процессе их формирования.
В 20-е годы стало известно, что этот туманный вид сгущений объясняется несовершенством наших инструментов. В 1920 году Сирс (американский астроном (1873-1964), член Национальной АН)) на основе распределения и светимости звезд оценил поверхностную яркость нашей Галактики и нашел, что она гораздо меньше, чем у спиральных туманностей. Он сделал вывод, что
. спиральные туманности отличаются от галактической системы и либо являются туманностями, либо должны иметь намного большие размеры, или же состоят из большего числа или из более ярких звезд.
Поскольку предполагалось, что спиральные туманности, если они являются галактиками, подобными Млечному Пути, должны иметь приблизительно такие же размеры, то первая возможность представлялась более правдоподобной. Ошибка крылась между тем в недооценке размеров нашей Галактики. Окончательное доказательство истинной природы туманностей могло быть получено, если бы удалось измерить расстояния до спиралей: расстояния, сравнимые с размерами Млечного Пути, указали бы, что туманности находятся за пределами галактики, и, следовательно, подтвердили бы теорию островных вселенных.
Существует много видов галактических туманностей. Их объединяет то, что они представляют собой большие концентрации межзвездного вещества, которое легко обнаруживает свое сушествование в виде темных или светящихся пятен. Существование темных областей в Млечном Пути было известно астрономам с тех пор как английский астроном Вильям Гершель провозгласил: “ Несомненно, это дыра в небесах!” И прошло немало времени, прежде чем они были правильно объяснены. В 1903 году Кларк писала :
О том, что темные звезды существуют поодиночке и группами, как и темные туманности, мы заключаем почти с неизбежностью; но эти провалы в Галактике не могут быть занесены в число проявлений темной материи. Они, наоборот, являются тем, чем кажутся, - промежутками беззвездного пространства между соседними звездными облаками и свидетельствуют о процессах распада облаков, и продвигающихся невероятно медленно к своему невообразимому концу.
А в 1919 году Барнард ( американский астроном (1857-1923), член Национальной АН) заметил:
Я сначала не верил в существование этих темных поглащающих масс. Доказательства их реальности не были до конца убедительными. Однако позднее, после изучения полученных мною фотографий и особенно после визуального исследования некоторых темных областей, я пришел к выводу, что многие из этих пятен вызваны не просто недостатком звезд, но являются реальными поглощающими свет телами, более близкими к нам, чем далекие звезды.
Барнард создал каталог темных облаков. Он подтвердил ранее подмеченное обстоятельство, что темные туманности имеют сильную тенденцию располагаться вдоль галактического экватора (пересечение плоскости Галактики и небесной сферы). Примером темных облаков служит туманность Конская голова в Орионе (Рис. 5).
Бросающейся в глаза особенностью эмиссионных туманностей (туманность Ориона (Рис. 4) и Трехраздельная туманность (Рис. 7) принадлежат этому типу) является множество ярких эмиссионных линий в их спектрах. Эти спектральные линии являются как бы опознавательными “ярлыками”. Именно эти линии и привели к открытию туманностей во всех частях Млечного Пути и даже в далеких галактиках. Наилучшим образцом эмиссионной туманности может служить туманность Тарантул в Большом Магеллановом Облаке (Рис. 9). Туманности в Малом Магеллановом Облаке менее яркие и менее заметные (Рис. 11). Эмиссионная туманность излучает свет, характерный для вещества, из которого она состоит, если ее подходящим образом освещает звезда. Мы можем себе представить звезды как гигантские фонари, которые освещают смесь флуоресци-рующего вещества (атомы) и отражающих свет частиц (пыль). Непрерывные спектры эмиссион-ных туманностей, по-видимому, образуются не только вследствие отражения света от пылинок, но также в результате эмиссионных процессов, в которых принимают участие тяжелые атомы. Если свет “фонаря” богат ультрафиолетом, газ флуоресцирует и появляются яркие линии. Но когда присутствуют лишь сравнительно холодные звезды, то нет того изобилия ультрафиолетовой радиации, которую атом может поглощать и излучать заново в форме видимых ярких линий.
В таком случае звездный свет, падающий на туманность, рассеивается частичками пыли и спектр туманности оказывается простым отраже-нием спектра звезды. Эмиссионные туманности являются истинными туманностями, оправдываю-щими свое название.
Отражательные туманности были открыты Слайфером, который в 1913 году наблюдал спектр туманностей в Плеядах (Рис. 3). Вместо ожидаемых эмиссионных линий он нашел непрерывный спектр, испещренный линиями по-глощения, и заметил, что “. весь спектр является точной копией спектров ярких звезд в Плеядах”. В этих туманностях свет звезды отражается мелкими пылевыми частицами. Большая часть таких туманностей освещается горячими голубыми звездами высокой свети-мости. Туманности также являются голубыми; по-видимому, они даже голубее, чем освещающие их звезды, т.к. свет звезды, проходя через облака из очень маленьких пылевых частиц, краснеет; следовательно, рассеяный отражаю-щими туманностями свет кажется голубее.
Планетарные туманности выглядят как маленькие, слабо святящиеся диски или кольца, слегка напоминающие диски планеты. Планетарные туманности состоят из газа, но они не являются ни планетами, ни настоящими туманностями, так что вряд ли можно было бы придумать для них менее удачное название, чем это общепринятое. Наиболее известна Кольцевая туманность в созвездии Лиры (Рис. 11), открытая в 1779 году. Она состоит из центральной звезды, окруженной газовой оболочкой. При детальном рассмотрении стано-вится заметно, что на краях сосредоточено больше светящегося вещества, чем в центре, поэтому туманность выглядит как кольцо. Все планетарные туманности расширяются. Их возраст вряд ли может превышать несколько десятков тысяч лет, по имеющимся оценкам; если газовая оболочка сбрасывается старой звездой (а это, вероятно, так), вещество оболочки не может продолжать светиться много дольше ста тысяч лет или около того. По одной из теорий планетарные туманности порождаются звездами - красными гигантами, сбрасывающими в пространство свои внешние слои, так что центральные звезды планетарных туманностей представляют собой ядро красных гигантов. Идея сброса оболочки хорошо согласуется с предполагаемой эволюционной последователь-ностью, хотя отнюдь нельзя с уверенностью считать, что каждая нормальная звезда неизбежно порождает планетарную туманность на поздних этапах своей жизни.
Еще немного о туманностях.
Существуют еще несколько видов туманностей, на которые они разделены, например, диффузные туманности. Такие диффузные туманности, как туманность Ориона (Рис. 4), Киля (Рис. 12), Трехраздельная (Рис. 13) - это сложные
неправильной формы образования, газ и пыль которых тесно связаны между собой.
Существуют, наконец, туманности, представляющие собой конечный продукт звездной эволюции. Среди них наиболее известна Крабовидная туманность (Рис.14). Почти все прочие объекты такого типа имеют значительно больший возраст, и поэтому их особенности не так отчетливо выражены. В любом случае Крабовидная туманность - с необычайным пульсаром в центре - представ-ляется исключительным объектом. У волокнистой туманности Лебедя (Рис. 15) хорошо заметна дугообразная форма светящегося вещества; все говорит о том, что это - остаток взрыва сверхновой, происшедшего в доисторические времена.
Бывают туманности, связанные с процессом рождения звезд. Тоже можно сказать об обычных газовых, или галактических, туманностях, таких, как созвездие Ориона (Рис. 4). В глубине этой туманности находится инфракрас-ный источник, известный под названием “объект Беклина”, постоянно скрытый от земного наблюдателя веществом туманности. Это либо очень молодая звезда, либо какой-то чрезвы-чайно мощный объект со светимостью, не менее чем в миллион раз превышающий светимость Солнца.
Однако узнать, что это на самом деле, не представляется возможным: изучению доступно только инфракрасное излучение объекта, спо-собное пройти сквозь туманность и достичь Земли. Многие вопросы, связанные с туман-ностями, остаются открытыми и, наверное, новые вопросы будут возникать постоянно в процессе изучения.
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.
Читайте также: