Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Туманность гомункула
Эмиссионная туманность
Отражательная туманность
EtaCarinae.jpg
Данные наблюдений: эпоха J2000
Прямое восхождение10 ч 45 м 03,6 с [1]
Склонение−59 ° 41 ′ 04 ″ [1]
Расстояние7500  св. Лет
Видимая звездная величина (V)6,21 (-0,8–7,9) (включая центральную звезду)
Видимые размеры (V)18 " [2]
СозвездиеКарина
Физические характеристики
Радиус0,29 [2]  св. Лет
Примечательные особенностиБиполярная туманность
См. Также: Списки туманностей

Гомункулус туманность является биполярное излучения и отражательная туманность , окружающая массивной звезды системы Эта Киля , о7500  световых лет (2300  парсеков ) от Земли. Туманность находится внутри гораздо большей туманности Киля , большой области звездообразования H II . От латинского слова homunculus, означающего « Маленький человек» , туманность состоит из газа, который был выброшен из Eta Carinae в 1841 году. [3] Она также содержит пыль, которая поглощает большую часть света от чрезвычайно яркой центральной звездной системы и переизлучает его в инфракрасном диапазоне. красный (ИК). Это самый яркий объект на небе в среднем ИК-диапазоне. [4]

Внутри Гомункула находится маленький Гомункул меньшего размера , а внутри него - оболочка из потрясенного звездным ветром, которую назвали Малышом Гомункулом . [2]

История наблюдений [ править ]

В 1914 году сообщалось, что у Eta Carinae был слабый спутник, а также она не была звездной. [5] Наблюдения в 1944 и 1945 годах показали несколько вытянутую туманность вокруг5 " широкий и10 дюймов в длину. Было измерено, что он расширяется со скоростью, которая соответствовала тому, что произошло в результате взрыва в середине 19 века. В то время форма туманности представляла собой центральную выпуклость с одним большим выступом на северо-западе и двумя меньшими расширениями на юго-восток, который был описан как гомункул . [6] Другие наблюдения, сделанные примерно в то же время, описали ярко-оранжевую центральную область в большей тусклой зеленой туманности. Одна газета описала его как «рыжую бороду». [7]

Форма [ править ]

3D-модель туманности Гомункул.

Гомункул состоит из двух долей, называемых северо-западом (NW) и юго-востоком (SE) в зависимости от их ориентации, если смотреть с Земли. Каждый примерно7 ″ шириной на5 дюймов в длину. Также имеется рваная экваториальная юбка из материала, которую можно слабо увидеть на глубоких изображениях при определенных длинах волн. Лепестки в основном полые, материал сильно сконцентрирован к полюсам. [2] [8]

Экваториальная юбка, по-видимому, содержит материал того же возраста и моложе лопастей. Он содержит гораздо меньшую массу материала, чем лепестки, и светится в основном отраженным светом, который легче всего уходит в экваториальных широтах. По сравнению с лепестками меньше пыли и молекулярного водорода. [9]

Биполярная туманность расположена под таким углом, что северо-западный лепесток находится дальше от Земли, чем юго-восточный лепесток. Вся туманность расширяется, так что SE-лепесток смещен в синий цвет, а северо-западный лепесток - в красную по отношению к центральному источнику. Лопасти содержат большую часть вещества туманности Гомункул в относительно тонких оболочках, сконцентрированных к полюсам. Оболочки состоят из двух компонентов: внутренней теплой области и более массивной внешней прохладной оболочки. Оболочки гладкие и тонкие, что позволяет предположить, что они были выброшены всего за пять лет, но внутри оболочки можно обнаружить полосы более толстой пыли. [9]

Подробный обзор Eta Carinae . Туманность Киля (слева), туманность Гомункула (в центре) и изображение с высоким разрешением Эта Киля (справа). [10]

У каждой доли есть полярная «дыра», хотя неизвестно, действительно ли это щель в оболочке доли или просто глубокая вмятина. Каждую полярную дыру окружает «траншея». Канавки выглядят примерно как полукруги с центром на оси долей, но могут образовывать полные круги. Существуют и другие более мелкие нерегулярные углубления и выступы на долях, которые симметричны, с такими же особенностями, появляющимися на каждой доле. К ним относятся уплощенные выступы примерно на 10 ° широты, [ требуется пояснение ] по одному на каждой доле, с другими меньшими выступами около экваториальной юбки. [8]

Массу туманности нельзя определить напрямую. Однако количество пыли можно измерить довольно точно, и оценки отношения газа к пыли используются для расчета общей массы. Суммарная масса пыли рассчитывается при 0,4  М ☉ , что приводит к оценкам , что до 40  М ☉ газа содержатся в самом Гомункулусе. Примерно столько же материала обнаружено во внешних выбросах, которые образовались раньше, но в течение последней тысячи лет. Предыдущие расчеты давали консенсусную оценку в 10–15  M ☉ [11]

Капли Вайгельта [ править ]

Ранняя спекл-интерферометрия показала, что центральная область гомункула содержит четыре точечных источника, первоначально обозначенных A1, A2, A3 и A4. [12] Четыре спекл-объекта позже были обозначены как A, B, C и D. Исследования с более высоким разрешением показали, что только самый яркий источник A был действительно звездным, а три других были небольшими туманностями. Три капли Вейгельтавидны в основном в свете, непосредственно отраженном от звезд Этака Киля. Считается, что капли лежат около экваториальной плоскости звездной системы, но их происхождение неясно. Их скорость была измерена, но в пределах неопределенности они могли быть испущены во время вспышки 1890 года или события 1941 года. Ситуация осложняется еще и вероятным ускорением их медленного движения из-за сильных звездных ветров. [13]

Спектр [ править ]

Ультрафиолетовый снимок туманности Гомункул, сделанный телескопом Хаббл.

Спектр гомункула сложен и состоит из отраженных, тепловых и эмиссионных компонентов на длинах волн всего электромагнитного спектра. Доминирующей чертой является излучение черного тела от пыли, нагретой внутри звезд. На него наложен свет от самих звезд, отраженный в основном от плотных объектов внутри туманности, демонстрируя сильные визуальные и УФ спектральные линии излучения. Есть также линии излучения ионизированного газа, где он сталкивается с более медленно движущимся материалом или возбуждается электромагнитным излучением высокой энергии от звезд. Излучение ионизации похоже на планетарную туманность, но на более низких уровнях ионизации из-за более низких температур центральных звезд. Самыми сильными линиями являются [Fe  ii ] и [N ii ], подобные ветрам от звездных ветров самих звезд, но с более узкими профилями. [9]

Ударные волны на внешнем крае выброса нагреваются до миллионов кельвинов и испускают рентгеновское излучение. Доли гомункула излучают обильные радиоволны, в том числе излучение в линии водорода длиной 21 см .

Отраженный спектр лепестков гомункула меняется в зависимости от положения из-за того, что центральная звезда излучает разное излучение на разных широтах на своей поверхности. Это единственная звезда, для которой наблюдается подобный эффект. [9]

Формирование [ править ]

Основная статья: Eta Carinae

Гомункул был изгнан огромной вспышкой из Eta Carinae. Свет от этого события достиг Земли в 1841 году, когда Эта Киля ненадолго стала второй по яркости звездой на небе после Сириуса ; Выброшенный газ и пыль с тех пор заслонили большую часть его света. В результате взрыва сверхновой образовались две полярные доли и большой, но тонкий экваториальный диск, движущиеся наружу со скоростью до 670 км / с (1 500 000 миль в час).

Туманность Гомункула - это практически уникальная структура, которая, как считается, возникла в очень молодом возрасте. Это означает, что форма и структура почти полностью обусловлены исходным извержением, а не взаимодействием с окружающим межзвездным материалом. Предположения о том, что перемычка между двумя лепестками образовалась за счет «защемления» из плотного окружающего материала, были опровергнуты, и теперь считается, что биполярные оболочки вызваны концентрированными полярными истечениями материала, при этом экваториальная юбка образована прорывом более быстро выбрасываемого материала. материал через тончайшие части оболочек. [8] Выброс материала, предпочтительно вдоль оси вращения звезд или двойной орбиты, может происходить из-за вращения самой Eta Carinae A, что приводит к более сильной потере массы по направлению к полюсам.[9]

Тонкость биполярных оболочек говорит о том, что они выбрасываются примерно через пять лет. [9] Предполагается, что неоднородности в очень гладкой структуре оболочек являются результатом взаимодействия между ветрами двух центральных звезд и их орбитального движения. [8]

Анализ расширения туманности дал время для ее образования на 1847,1 ± 0,8  в год . Эта дата не соответствует пикам яркости и оценкам прохождения периастра вторичной звезды. [14]

Расстояние [ править ]

Туманность Гомункула вокруг Эта Киля (HST УФ и визуальное изображение)

Предполагается, что Гомункул и Эта Киля находятся примерно на том же расстоянии, что и Трамплер 16 и туманность Киля, но расстояния до этих объектов неизвестны с большой точностью. Вместо этого можно рассчитать расстояние до самой туманности Гомункул, используя измерения ее расширения. Скорость в определенных точках внутри тонкой оболочки долей гомункула может быть измерена с помощью доплеровского сдвига.спектральных линий в этой точке, предполагая, что лепестки симметричны. В спектре видны два разных доплеровских сдвига: один для линий прямого излучения; и один для линий, отраженных от Eta Carinae A. Прямое доплеровское смещение линии дает скорость расширения проекции оболочки на луч зрения. Предполагая происхождение Великого извержения Эта Киля и постоянную скорость расширения, это дает линейное расстояние оболочки от центральной звезды, проецируемое вдоль луча зрения. Разница между скоростью доплеровского сдвига отраженной линии и скоростью прямой линии дает расстояние от оболочки до центральной звезды, снова предполагая расширение с постоянной скоростью после Великого извержения.

Наблюдения за спектром гомункула на определенном угловом расстоянии от центральной звезды показали фактическое линейное расстояние этой точки от центральной звезды, которое определяет расстояние. Значения, полученные с помощью этого метода, составляют около2,3  кпк с погрешностью около100  шт . [14] [9] [15]

Те же вычисления также возвращают наклон оси гомункула относительно луча зрения. Оказывается, это 41 ° или 49 ° по отношению к плоскости неба, что означает, что это немного больше «кончик на», чем «сбоку». [9] [15]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Høg, E .; Фабрициус, С .; Макаров, В.В.; Городской, С .; Corbin, T .; Wycoff, G .; Bastian, U .; Schwekendiek, P .; Wicenec, A. (2000). «Каталог« Тихо-2 »2,5 миллиона ярчайших звезд». Астрономия и астрофизика . 355 : L27. Бибкод : 2000A & A ... 355L..27H . DOI : 10.1888 / 0333750888/2862 .
  2. ^ а б в г Авраам, Зулема; Фальсета-Гонсалвеш, Диего; Биклини, Педро ПБ (2014). «Η Carinae Baby Homunculus, обнаруженный A / km / kmLMA». Астрофизический журнал . 791 (2): 95. arXiv : 1406.6297 . Bibcode : 2014ApJ ... 791 ... 95A . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 791/2/95 .
  3. ^ Теодоро, М .; Даминели, А .; Sharp, RG; Groh, JH; Барбоза, CL (2008). «Интегральная полевая спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне туманности Homunculus около η Киля с использованием Gemini / CIRPASS». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 387 (2): 564. arXiv : 0804.0240 . Bibcode : 2008MNRAS.387..564T . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2008.13264.x .
  4. ^ Смит, Натан (2012). «Все вещи гомункулы». Эта Киля и Самозванцы Сверхновых . Эта Киля и Самозванцы Сверхновых . Библиотека астрофизики и космической науки. 384 . п. 145. Bibcode : 2012ASSL..384..145S . DOI : 10.1007 / 978-1-4614-2275-4_7 . ISBN 978-1-4614-2274-7.
  5. ^ Иннес, RTA (1914). «Η Argûs, величина, в 1914 году, и открытие близкого ему компаньона». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 74 (8): 697. Bibcode : 1914MNRAS..74..697I . DOI : 10.1093 / MNRAS / 74.8.697 .
  6. ^ Gaviola, Е. (1950). «Эта Киля. I. Туманность». Астрофизический журнал . 111 : 408. Bibcode : 1950ApJ ... 111..408G . DOI : 10.1086 / 145274 .
  7. ^ Теккерей, AD (1949). «Туманность, окружающая эта Киля». Обсерватория . 69 : 31. Bibcode : 1949Obs .... 69 ... 31T .
  8. ^ a b c d Steffen, W .; Теодоро, М .; Мадура, Т.И.; Groh, JH; Чайка, TR; Mehner, A .; Corcoran, MF; Даминели, А .; Хамагучи, К. (2014). «Трехмерная структура Eta Carinae Homunculus». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 442 (4): 3316. arXiv : 1407.4096 . Bibcode : 2014MNRAS.442.3316S . DOI : 10.1093 / MNRAS / stu1088 .
  9. ^ a b c d e f g h Смит, Натан (2006). «Строение гомункула. ​​I. Зависимость формы и широты от H2 и [Feii] карт скоростей η килей». Астрофизический журнал . 644 (2): 1151. arXiv : astro-ph / 0602464 . Bibcode : 2006ApJ ... 644.1151S . DOI : 10.1086 / 503766 .
  10. ^ "Изображение Eta Carinae с самым высоким разрешением - Интерферометр VLT фиксирует бушующие ветра в известной массивной звездной системе" . www.eso.org . Проверено 20 октября 2016 года .
  11. ^ Гомес, HL; Vlahakis, C .; Растяжка, см; Dunne, L .; Eales, SA; Beelen, A .; Gomez, EL; Эдмундс, MG (2010). «Субмиллиметровая изменчивость Eta Carinae: холодная пыль внутри внешнего выброса». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма . 401 : L48. arXiv : 0911.0176 . Bibcode : 2010MNRAS.401L..48G . DOI : 10.1111 / j.1745-3933.2009.00784.x .
  12. ^ Weigelt, G .; Эберсбергер, Дж. (1986). «Eta Carinae, разрешенная спекл-интерферометрией». Астрономия и астрофизика . 163 : L5. Bibcode : 1986A & A ... 163L ... 5W .
  13. ^ Дорланд, Брайан Н .; Карри, Дуглас Дж .; Хаджян, Арсен Р. (2004). «Появились ли капли Вайгельта Карины примерно в 1941 году?» . Астрономический журнал . 127 (2): 1052. Bibcode : 2004AJ .... 127.1052D . DOI : 10.1086 / 380941 .
  14. ^ a b Смит, Натан (2017). «Умеренно точный динамический возраст гомункула из Eta Carinae на основе 13-летней визуализации HST». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 471 (4): 4465–4475. arXiv : 1709.06210 . Bibcode : 2017MNRAS.471.4465S . DOI : 10.1093 / MNRAS / stx1868 .
  15. ^ а б Дэвидсон, Крис; Смит, Натан; Gull, Theodore R .; Исибаши, Кадзунори; Хиллер, ди-джей (2001). «Форма и ориентация туманности Гомункул на основе спектроскопических скоростей» . Астрономический журнал . 121 (3): 1569. Bibcode : 2001AJ .... 121.1569D . DOI : 10.1086 / 319419 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Астрономическое изображение Туманности Гомункула в 3D Изображение дня, 17 июля 2014 г.
  • Астрономическая картинка дня в расширяющейся туманности Гомункула (анимированный GIF)
  • Маленький гомункул и туманность бабочка