En tåke er en virkelig fantastisk ting å se. Oppkalt etter det latinske ordet for "sky", er tåker ikke bare massive skyer av støv, hydrogen og heliumgass og plasma; de er også ofte stjerners barnehager - det vil si stedet der stjerner blir født. Og i århundrer ble fjerne galakser ofte tatt feil av disse massive skyene.
Alas, riper slike beskrivelser knapt på overflaten av hva nebbene er og hva det har betydning. Mellom deres dannelsesprosess, deres rolle i stjernedannelse og planetarisk dannelse, og deres mangfoldighet, har tåker gitt menneskeheten uendelig intriger og oppdagelser.
I en tid nå har forskere og astronomer vært klar over at det ytre rom egentlig ikke er et totalt vakuum. Faktisk består den av gass- og støvpartikler kjent som Interstellar Medium (ISM). Omtrent 99% av ISM er sammensatt av gass, mens omtrent 75% av massen har form av hydrogen og de resterende 25% som helium.
Den interstellare gassen består delvis av nøytrale atomer og molekyler, så vel som ladede partikler (også plasma), for eksempel ioner og elektroner. Denne gassen er ekstremt fortynnet, med en gjennomsnittlig tetthet på omtrent 1 atom per kubikkcentimeter. Derimot har Jordens atmosfære en tetthet på omtrent 30 kvintillion molekyler per kubikk centimeter (3,0 x 10)19 per cm³) ved havnivået.
Selv om den interstellare gassen er veldig spredt, legger stoffmengden seg opp over de store avstandene mellom stjernene. Og etter hvert, og med nok gravitasjonsattraksjon mellom skyer, kan denne saken samles sammen og kollapse til former og planetariske systemer.
Nebulaformasjon:
I hovedsak dannes en tåke når deler av det interstellare mediet gjennomgår gravitasjonskollaps. Gjensidig gravitasjonsattraksjon fører til at stoff klumper seg sammen, og danner regioner med større og større tetthet. Fra dette kan stjerner danne seg i midten av det kollapsende materialet, som er ultrafiolett ioniserende stråling som får den omliggende gassen til å bli synlig ved optiske bølgelengder.
De fleste tåler er store i størrelse og måler opptil hundrevis av lysår i diameter. Selv om de er tettere enn plassen som omgir dem, er de fleste tåler langt mindre tette enn noe vakuum som er opprettet i et jordisk miljø. Faktisk ville en nebular sky som hadde lik størrelse i jorda bare så mye materiale at massen bare ville være noen få kilo.
Nebula Classification:
Stellar objekter som kan kalles Nebula kommer i fire hovedklasser. De fleste faller i kategorien Diffuse nebularer, noe som betyr at de ikke har noen veldefinerte grenser. Disse kan deles inn i ytterligere to kategorier basert på deres oppførsel med synlig lys - “Emission Nebulae” og “Reflection Nebulae”.
Emisjonståler er de som avgir spektral linjestråling fra ionisert gass, og kalles ofte HII-regioner fordi de stort sett er sammensatt av ionisert hydrogen. Derimot avgir ikke refleksjonståler betydelige mengder synlig lys, men er fremdeles lysende fordi de reflekterer lyset fra stjernene i nærheten.
Det er også det som er kjent som Mørke tåler, ugjennomsiktige skyer som ikke avgir synlig stråling og ikke blir opplyst av stjerner, men blokkerer lys fra lysende gjenstander bak seg. Mye som utslipps- og refleksjonsnevler er mørke tåler kilder til infrarøde utslipp, hovedsakelig på grunn av tilstedeværelsen av støv i dem.
Noen tåker dannes som et resultat av supernovaeksplosjoner, og er derfor klassifisert som en Supernova Remnant Nebulae. I dette tilfellet opplever kortreiste stjerner implosjon i kjernene og blåser av deres ytre lag. Denne eksplosjonen etterlater seg en "rest" i form av et kompakt objekt - dvs. en nøytronstjerne - og en sky av gass og støv som blir ionisert av eksplosjonens energi.
Andre tåler kan danne seg som Planetiske tåler, som involverer en lavmasse-stjerne som kommer inn i sluttfasen av livet. I dette scenariet kommer stjerner inn i deres Red Giant-fase, og mister sakte sine ytre lag på grunn av heliumblink i interiøret. Når stjernen har mistet nok materiale, øker temperaturen og UV-strålingen den avgir ioniserer det omgivende materialet den har kastet av.
Denne klassen inneholder også underklassen kjent som Protoplanetary Nebulae (PPN), som gjelder astronomiske objekter som opplever en kortvarig episode i en stjerners evolusjon. Dette er den raske fasen som finner sted mellom Late Asymptotic Giant Branch (LAGB) og den følgende Planetary Nebula (PN) -fasen.
Under fasen av Asymptotic Giant Branch (AGB) gjennomgår stjernen massetap og sender ut et omkretsstjernende skall med hydrogengass. Når denne fasen kommer til slutt, går stjernen inn i PPN-fasen, der den får strøm av en sentral stjerne, noe som får den til å avgi sterk infrarød stråling og bli en refleksjonsnebula. PPN-fasen fortsetter til den sentrale stjernen når en temperatur på 30.000 K, hvoretter den er varm nok til å ionisere den omliggende gassen.
Historie om tåkeobservasjonen:
Mange tullete gjenstander ble lagt merke til på nattehimmelen av astronomer under den klassiske antikken og middelalderen. Den første registrerte observasjonen fant sted i 150 e.Kr., da Ptolemaios bemerket tilstedeværelsen av fem stjerner i Almagast som virket nebulous i boken hans. Han bemerket også en region med lysstyrke mellom stjernebildene Ursa Major og Leo som ikke var assosiert med noen observerbar stjerne.
I hans Book of Fixed Stars, skrevet i 964 CE, gjorde den persiske astronomen Abd al-Rahman al-Sufi den første observasjonen av en faktisk tåke. I følge al-Sufis observasjoner var "en liten sky" tydelig i en del av nattehimmelen der Andromeda Galaxy nå er kjent for å være lokalisert. Han katalogiserte også andre tullete gjenstander, for eksempel Omicron Velorum og Brocchi's Cluster.
4. juli 1054 var supernovaen som skapte Crab Nebula (SN 1054,) synlig for astronomer på jorden, og registrerte observasjoner som ble gjort av både arabiske og kinesiske astronomer er blitt identifisert. Mens det foreligger anekdotiske bevis på at andre sivilisasjoner så på supernovaen, er det ikke avdekket noen poster.
Ved 1600-tallet førte forbedringer av teleskoper til de første bekreftede observasjonene av tåker. Dette begynte i 1610, da den franske astronomen Nicolas-Claude Fabri de Peiresc gjorde den første registrerte observasjonen av Orion-tåken. I 1618 observerte også den sveitsiske astronomen Johann Baptist Cysat tåken; og i 1659 gjorde Christiaan Huygens den første detaljerte studien av den.
Ved 1700-tallet begynte antallet observerte tåler å øke og astronomer begynte å sette sammen lister. I 1715 publiserte Edmund Halley en liste over seks tåker - M11, M13, M22, M31, M42 og Omega Centauri kuleklyngen (NGC 5139) - i hans "En beretning om flere tåler eller klarsynte flekker som skyer, som nylig ble oppdaget blant fixterstjernene ved hjelp av teleskopet. ”
I 1746 samlet den franske astronomen Jean-Philippe de Cheseaux en liste med 20 tåler, inkludert åtte som ikke tidligere var kjent. Mellom 1751 og 53 katalogiserte Nicolas Louis de Lacaille 42 tåler fra Kapp det gode håp, hvorav de fleste tidligere var ukjente. Og i 1781 samlet Charles Messier sin katalog med 103 "tåker" (nå kalt Messier-objekter), selv om noen var galakser og kometer.
Antallet observerte og katalogiserte tåler utvidet seg sterkt takket være innsatsen til William Herschel og søsteren hans, Caroline. I 1786 publiserte de to sine Katalog over tusen nye tåler og klynger av stjerner, som ble fulgt opp i 1786 og 1802 av en andre og tredje katalog. På den tiden trodde Herschel at disse tåkevannene bare var uløste klynger av stjerner, en tro han ville endre i 1790 da han observerte en ekte tåke rundt en fjern stjerne.
Fra 1864 begynte den engelske astronomen William Huggins å differensiere nebulaer basert på deres spektre. Omtrent en tredjedel av dem hadde emisjonsspekteret til en gass (dvs. utslippsnevler) mens resten viste et kontinuerlig spektrum, konsistent med en masse stjerner (dvs. planetariske tåler).
I 1912 la den amerikanske astronomen Vesto Slipher til underkategorien Refleksjonsnevler etter å ha observert hvordan en tåke som omgir en stjerne matchet spektrene til den åpne klyngen Pleiades. I 1922, og som en del av den ”store debatten” om spiralenivåens natur og universets størrelse, var det blitt klart at mange av de tidligere observerte nebulatene faktisk var fjerne spiralgalakser.
Samme år kunngjorde Edwin Hubble at nesten alle tåker er assosiert med stjerner og at deres belysning kommer fra stjernelys. Siden den gangen har antallet sanne tåker (i motsetning til stjerneklynger og fjerne galakser) økt betydelig, og klassifiseringen av disse er blitt foredlet takket være forbedringer i observasjonsutstyr og spektroskopi.
Kort sagt er tåler ikke bare startpunktene for den stjerneutviklingen, men kan også være sluttpunktet. Og mellom alle stjernesystemene som fyller vår galakse og universet vårt, er det helt sikkert nebuløse skyer og masser som bare venter på å føde nettgenerasjonen stjerner!
Vi har skrevet mange interessante artikler om Nebulae her på Space Magazine. Her er en om Crab Nebula, Eagle Nebula, Orion Nebula, Pelican Nebula, Ringnebula og Rosette Nebula.
For informasjon om hvordan stjerner og planeter er født fra nebulae, her er nebuleteorien, hvor blir stjerner født? og hvordan ble solsystemet dannet?
Vi har en omfattende katalog over Messier-objekter også her på Space Magazine. Og for mer informasjon, sjekk ut disse sidene fra NASA - Astronomy Picture of the Day og Ring Holds a Delicate Flower
Trette øyne? La ørene hjelpe deg med å lære for en forandring. Her er noen episoder fra Astronomy Cast som kanskje passer din smak: The Sun, Spots and All and Moons and the Drake Equation, Stars in the Void og Rings Around Stars.
