Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см туманность (значения) .
« Столпы творения » из туманности Орёл . Данные телескопа Spitzer предполагают, что столбы, возможно, уже были разрушены взрывом сверхновой, но свет, показывающий нам, что разрушение, не достигнет Земли еще через тысячелетие. [1]

Туманность ( латинская для «облаков» или «тумана»; [2] пли. Туманности , туманности или туманности [3] [4] [5] [6] ) является межзвездным облаком из пыли , водорода , гелия и других ионизированных газов . Первоначально этот термин использовался для описания любого рассеянного астрономического объекта , включая галактики за пределами Млечного Пути . Андромеды , например, однажды упоминается как Туманности Андромеды (испиральные галактики вообще как «спиральные туманности») до того, как истинная природа галактик была подтверждена в начале 20 века Весто Слайфер , Эдвином Хабблом и другими.

Большинство туманностей имеют огромные размеры; некоторые имеют диаметр в сотни световых лет . Туманность, видимая человеческому глазу с Земли, вблизи будет казаться больше, но не ярче. [7] Туманность Orion , самая яркая туманность на небе и занимает площадь в два раза больше углового диаметра полной Луны, можно рассматривать невооруженным глазом , но была пропущена ранних астрономов. [8] Хотя туманности плотнее окружающего их космоса, они намного менее плотны, чем любой вакуум, созданный на Земле - туманность размером с Землю будет иметь общую массу всего в несколько килограммов.. Многие туманности видны из-за флуоресценции, вызванной встроенными горячими звездами, в то время как другие настолько рассеяны, что их можно обнаружить только при длительных выдержках и специальных фильтрах. Некоторые туманности по-разному освещены переменными звездами типа Т Тельца . Туманности часто являются областями звездообразования, например, в « Столбах творения » в туманности Орла . В этих областях образования из газа, пыли и других материалов «слипаются», образуя более плотные области, которые притягивают дальнейшее вещество и в конечном итоге станут достаточно плотными, чтобы образовать звезды . Считается, что оставшийся материал формирует планеты и другие объекты планетных систем .

История наблюдений [ править ]

Часть туманности Киля

Около 150 г. нашей эры Птолемей записал в книгах VII – VIII своего Альмагеста пять звезд, которые казались туманными. Он также отметил область туманности между созвездиями Большой Медведицы и Льва, которая не была связана ни с одной звездой . [9] Первая настоящая туманность, в отличие от звездного скопления , была упомянута персидским астрономом Абд ар-Рахманом ас-Суфи в его Книге неподвижных звезд (964). [10] Он отметил «маленькое облачко», где находится галактика Андромеды . [11] Он также составил каталог Omicron Velorum.звездное скопление в виде «туманной звезды» и другие туманные объекты, такие как скопление Брокки . [10] сверхновой , который создал Крабовидной туманности , то SN 1054 , наблюдали арабский и китайских астрономов в 1054. [12] [13]

В 1610 году Николя-Клод Фабри де Пайреск открыл туманность Ориона с помощью телескопа. Эту туманность также наблюдал Иоганн Баптист Цисат в 1618 году. Однако первое подробное исследование туманности Ориона было проведено только в 1659 году Христианом Гюйгенсом , который также считал, что он был первым человеком, открывшим эту туманность. [11]

В 1715 году Эдмонд Галлей опубликовал список из шести туманностей. [14] Это число неуклонно росло в течение столетия, когда Жан-Филипп де Шезо составил список из 20 туманностей (включая восемь ранее неизвестных) в 1746 году. С 1751 по 1753 год Николя-Луи де Лакайль каталогизировал 42 туманности от мыса Добра. Надежда , большая часть которой ранее была неизвестна. Затем Шарль Мессье составил к 1781 году каталог из 103 «туманностей» (теперь называемых объектами Мессье и включающими в себя то, что сейчас известно как галактики); его интересовало обнаружение комет , а эти объекты можно было принять за них. [15]

Затем количество туманностей было значительно увеличено усилиями Уильяма Гершеля и его сестры Кэролайн Гершель . Их Каталог тысячи новых туманностей и скоплений звезд [16] был опубликован в 1786 году. Второй каталог из тысячи был опубликован в 1789 году, а третий и последний каталог из 510 появился в 1802 году. Во время большей части их работы Уильям Гершель считал что эти туманности были просто неразрешенными скоплениями звезд. Однако в 1790 году он обнаружил звезду, окруженную туманностью, и пришел к выводу, что это настоящая туманность, а не более далекое скопление. [15]

Начиная с 1864 года Уильям Хаггинс исследовал спектры около 70 туманностей. Он обнаружил , что примерно треть из них имел спектр излучения в виде газа . Остальные имели непрерывный спектр и, следовательно, считались состоящими из массы звезд. [17] [18] Третья категория была добавлена ​​в 1912 году, когда Весто Слайфер показал, что спектр туманности, окружающей звезду Меропа, соответствует спектрам рассеянного скопления Плеяды . Таким образом, туманность излучается отраженным звездным светом. [19]

Примерно в 1923 году, после Великой дискуссии , стало ясно, что многие «туманности» на самом деле являются галактиками, далекими от нашей собственной.

Слайфер и Эдвин Хаббл продолжали собирать спектры от множества различных туманностей, обнаружив 29, которые имели спектры излучения, и 33, которые имели непрерывные спектры звездного света. [18] В 1922 году Хаббл объявил, что почти все туманности связаны со звездами, и их освещение исходит от звездного света. Он также обнаружил, что туманности с эмиссионным спектром почти всегда связаны со звездами, имеющими спектральную классификацию B или более горячими (включая все звезды главной последовательности O-типа ), в то время как туманности с непрерывным спектром появляются с более холодными звездами. [20] И Хаббл, и Генри Норрис Рассел пришли к выводу, что туманности, окружающие более горячие звезды, каким-то образом трансформируются. [18]

Формирование [ править ]

NGC 604 , туманность в галактике Треугольник

Существуют различные механизмы образования туманностей разных типов. Некоторые туманности образуются из газа, который уже находится в межзвездной среде, а другие создаются звездами. Примерами первого случая являются гигантские молекулярные облака , самая холодная и плотная фаза межзвездного газа, которая может образовываться при охлаждении и конденсации более диффузного газа. Примерами последнего случая являются планетарные туманности, образованные из материала, выделяемого звездой на поздних стадиях ее звездной эволюции .

Области звездообразования - это класс эмиссионных туманностей, связанных с гигантскими молекулярными облаками. Они образуются, когда молекулярное облако коллапсирует под собственным весом, образуя звезды. В центре могут образовываться массивные звезды, и их ультрафиолетовое излучение ионизирует окружающий газ, делая его видимым в оптическом диапазоне . Область ионизированного водорода, окружающая массивные звезды, известна как область H II, в то время как оболочки нейтрального водорода, окружающие область H II, известны как область фотодиссоциации . Примерами областей звездообразования являются Туманность Orion , то Туманность Розетка и Туманность Омега. Обратная связь от звездообразования в виде взрывов сверхновых массивных звезд, звездных ветров или ультрафиолетового излучения массивных звезд или истечения звезд малых масс может разрушить облако, разрушив туманность через несколько миллионов лет.

Другие туманности образуются в результате взрывов сверхновых ; предсмертные агонии массивных недолговечных звезд. Материалы, выброшенные в результате взрыва сверхновой, затем ионизируются энергией и компактным объектом, который производит ее ядро. Одним из лучших примеров этого является Крабовидная туманность в Тельце . Событие сверхновой было зарегистрировано в 1054 году и обозначено как SN 1054 . Компактный объект, созданный после взрыва, находится в центре Крабовидной туманности, а его ядро ​​теперь является нейтронной звездой .

Третьи туманности образуют планетарные туманности . Это заключительный этап жизни маломассивной звезды, такой как Солнце Земли. Звезды с массой до 8–10 масс Солнца эволюционируют в красных гигантов и медленно теряют внешние слои во время пульсаций в своих атмосферах. Когда звезда теряет достаточно материала, ее температура повышается, и излучаемое ею ультрафиолетовое излучение может ионизировать окружающую туманность, которую она выбросила. Наше Солнце создаст планетарную туманность, а ее ядро ​​останется в виде белого карлика .

Типы туманностей [ править ]

  • Объект Хербига – Аро HH 161 и HH 164 . [21]

  • Туманность Омега , примером эмиссионной туманности

  • Конская Туманность , пример темной туманности .

  • В Туманность Кошачий глаз , пример планетарной туманности .

  • Красный прямоугольник Туманность , пример протопланетного облака .

  • Тонкая оболочка СНР Б0509-67.5

  • Остаток сверхновой Тихо в рентгеновском свете

Классические типы [ править ]

Объекты, называемые туманностями, относятся к 4 основным группам. До того, как была выяснена их природа, галактики («спиральные туманности») и звездные скопления слишком далеки, чтобы их можно было разрешить, поскольку звезды также были классифицированы как туманности, но уже не так.

  • Области H II , большие диффузные туманности, содержащие ионизированный водород
  • Планетарные туманности
  • Остаток сверхновой (например, Крабовидная туманность)
  • Темная туманность

Не все облачно-подобные структуры называют туманностями; Примером могут служить объекты Хербига – Аро .

Диффузные туманности [ править ]

Туманность Киля - пример диффузной туманности

Большинство туманностей можно описать как диффузные туманности, что означает, что они протяженные и не содержат четко определенных границ. [22] Диффузные туманности можно разделить на эмиссионные туманности , отражательные туманности и темные туманности .

Туманности видимого света можно разделить на эмиссионные туманности, излучающие спектральные линии излучения возбужденного или ионизированного газа (в основном ионизированного водорода ); [23] их часто называют областями H II (H II относится к ионизованному водороду) и отражательными туманностями, которые видны в основном благодаря отраженному ими свету.

Сами по себе отражательные туманности не излучают значительного количества видимого света, но находятся рядом со звездами и отражают свет от них. [23] Подобные туманности, не освещенные звездами, не проявляют видимого излучения, но могут быть обнаружены как непрозрачные облака, блокирующие свет от светящихся объектов позади них; их называют темными туманностями . [23]

Хотя эти туманности имеют разную видимость в оптическом диапазоне длин волн, все они являются яркими источниками инфракрасного излучения, в основном из-за пыли внутри туманностей. [23]

Планетарные туманности [ править ]

Основная статья: Планетарная туманность
Туманность Устрица - планетарная туманность, расположенная в созвездии Камелопардалис.

Планетарные туманности - это остатки заключительных стадий звездной эволюции для звезд с меньшей массой. Развивающиеся асимптотические ветви гигантских звезд из-за сильных звездных ветров выталкивают свои внешние слои наружу, образуя газовые оболочки, оставляя после себя ядро ​​звезды в виде белого карлика . [23] Излучение горячего белого карлика возбуждает выброшенные газы, создавая эмиссионные туманности со спектрами, подобными спектрам эмиссионных туманностей, обнаруженных в областях звездообразования . [23] Это области H II , потому что в основном водород ионизирован, но планетарные более плотные и компактные, чем туманности в областях звездообразования. [23]

Планетарные туманности получили свое название от первых астрономических наблюдателей, которые изначально не могли отличить их от планет и были склонны путать их с планетами, которые представляли для них больший интерес. Ожидается, что наше Солнце породит планетарную туманность примерно через 12 миллиардов лет после своего образования. [24]

Протопланетная туманность [ править ]

ВЕСТБРУК туманность является примером протопланетного облака , расположенной в созвездии Возничего
Основная статья: Протопланетная туманность

Протопланетная туманность (PPN) - это астрономический объект в кратковременном периоде быстрой звездной эволюции звезды между фазой поздней асимптотической ветви гигантов (LAGB) и следующей фазой планетарной туманности (PN). [25] Во время фазы AGB звезда теряет массу, испуская околозвездную оболочку из газообразного водорода. Когда эта фаза подходит к концу, звезда переходит в фазу PPN.

PPN получает энергию от центральной звезды, из-за чего она испускает сильное инфракрасное излучение и становится отражательной туманностью. Коллимированные звездные ветры из центральной формы звезды толкают оболочку в аксиально-симметричную форму, создавая быстро движущийся молекулярный ветер. [26] Точная точка, когда PPN становится планетарной туманностью (PN), определяется температурой центральной звезды. Фаза PPN продолжается, пока центральная звезда не достигнет температуры 30 000 К, после чего она станет достаточно горячей, чтобы ионизировать окружающий газ. [27]

Остатки сверхновой [ править ]

Крабовидная туманность , пример сверхновой

Сверхновой происходит , когда высокая масс звезда достигает конца своей жизни. Когда ядерный синтез в ядре звезды прекращается, звезда коллапсирует. Газ, падающий внутрь, либо отскакивает, либо настолько сильно нагревается, что расширяется наружу от ядра, вызывая взрыв звезды. [23] Расширяющаяся газовая оболочка образует остаток сверхновой , особую диффузную туманность . [23] Хотя большая часть оптического и рентгеновского излучения от остатков сверхновых происходит из ионизированного газа, большое количество радио излучения является формой нетепловой эмиссии под названием синхротронное излучение . [23]Это излучение происходит от высокоскоростных электронов, колеблющихся в магнитных полях .

Известные названные туманности [ править ]

  • Туманность муравей
  • Петля Барнарда
  • Туманность Бумеранг
  • Туманность Кошачий Глаз
  • Крабовидная туманность
  • Туманность Орла
  • Эскимосская туманность
  • Туманность Киля
  • Туманность Лисий мех
  • Туманность спираль
  • Туманность Конская Голова
  • Гравированная туманность Песочные часы
  • Туманность Лагуна
  • Туманность Ориона
  • Туманность Пеликан
  • Туманность Красная Площадь
  • Кольцевая туманность
  • Туманность Розетка
  • Туманность Тарантул

Каталоги туманностей [ править ]

  • Каталог резинок
  • Каталог RCW
  • Каталог Sharpless
  • Каталог Мессье
  • Каталог Caldwell
  • Каталог планетарных туманностей Абелла

См. Также [ править ]

  • Привет регион
  • H II область
  • Список крупнейших туманностей
  • Список диффузных туманностей
  • Списки туманностей
  • Молекулярное облако
  • Магеллановы облака
  • Объект Мессье
  • Туманности в художественной литературе
  • Небулярная гипотеза
  • Комплекс молекулярного облака Ориона
  • Хронология знаний о межзвездной и межгалактической среде

Ссылки [ править ]

  1. ^ Знаменитые космические столбы чувствуют жар взрыва звезды - Лаборатория реактивного движения
  2. ^ Nebula , Интернет-словарь этимологии
  3. ^ Американский словарь наследия английского языка, пятое издание . Св "туманность". Получено 23 ноября 2019 г. из https://www.thefreedictionary.com/nebula.
  4. ^ Коллинз английский словарь - Полная и Несокращенный, 12 - е издание 2014 . Св "туманность". Получено 23 ноября 2019 г. из https://www.thefreedictionary.com/nebula.
  5. ^ Словарь колледжа Random House Kernerman Webster's . Св "туманность". Получено 23 ноября 2019 г. из https://www.thefreedictionary.com/nebula.
  6. ^ Словарь студенческой науки американского наследия, второе издание . Св "туманность". Получено 23 ноября 2019 г. из https://www.thefreedictionary.com/nebula.
  7. ↑ Хауэлл, Элизабет (22 февраля 2013 г.). «На самом деле туманности не дают возможности спрятаться космическим кораблям» . Вселенная сегодня .
  8. ^ Кларк, Роджер Н. "Визуальная астрономия глубокого неба" . Издательство Кембриджского университета. п. 98.
  9. ^ Kunitzsch, П. (1987), "Средневековая ссылка на Туманности Андромеды" (PDF) , ESO Посланника , 49 : 42-43, Bibcode : 1987Msngr..49 , ... 42К , извлекаться 2009-10-31
  10. ^ a b Джонс, Кеннет Глин (1991). Туманности Мессье и звездные скопления . Издательство Кембриджского университета. п. 1. ISBN 0-521-37079-5.
  11. ^ а б Харрисон, Т. Г. (март 1984 г.). «Туманность Ориона - где она находится в истории». Ежеквартальный журнал Королевского астрономического общества . 25 (1): 70–73. Bibcode : 1984QJRAS..25 ... 65H .
  12. ^ Lundmark, K (1921). «Предполагаемые новые звезды, зафиксированные в старых хрониках и среди недавних наблюдений за меридианами» . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 33 : 225. Bibcode : 1921PASP ... 33..225L . DOI : 10.1086 / 123101 .
  13. Перейти ↑ Mayall, NU (1939). "Крабовидная туманность - вероятная сверхновая звезда" . Астрономическое общество тихоокеанских листовок . 3 : 145. Bibcode : 1939ASPL .... 3..145M .
  14. ^ Галлей, Э. (1714–1716). «Отчет о нескольких туманностях или прозрачных пятнах, подобных облакам, недавно обнаруженных среди неподвижных звезд с помощью телескопа». Философские труды . XXXIX : 390–92.
  15. ^ a b Хоскин, Майкл (2005). «Незавершенное дело: поиск туманностей Уильяма Гершеля». Британский журнал истории науки . 43 : 305–320. Bibcode : 2005HisSc..43..305H . DOI : 10.1177 / 007327530504300303 .
  16. ^ Философские труды . TN 1786. с. 457 .
  17. ^ Уоттс, Уильям Маршалл; Хаггинс, сэр Уильям; Леди Хаггинс (1904 г.). Введение в изучение спектрального анализа . Лонгманс, Грин и Ко стр.  84 -85 . Проверено 31 октября 2009 .
  18. ^ a b c Струве, Отто (1937). «Последние достижения в изучении отражательных туманностей». Популярная астрономия . 45 : 9–22. Bibcode : 1937PA ..... 45 .... 9S .
  19. ^ Слайфер, В.М. (1912). «О спектре туманности в Плеядах». Бюллетень обсерватории Лоуэлла . 1 : 26–27. Bibcode : 1912LowOB ... 2 ... 26S .
  20. ↑ Хаббл, EP (декабрь 1922 г.). «Источник светимости в галактических туманностях». Астрофизический журнал . 56 : 400–438. Bibcode : 1922ApJ .... 56..400H . DOI : 10.1086 / 142713 .
  21. ^ "Звездный приступ чихания" . ЕКА / Хаббл Изображение недели . Проверено 16 декабря 2013 года .
  22. ^ "Каталог Мессье: диффузные туманности" . САСЫ. Архивировано из оригинала на 1996-12-25 . Проверено 12 июня 2007 .
  23. ^ a b c d e f g h i j Ф. Х. Шу (1982). Физическая Вселенная . Милл-Вэлли, Калифорния: Научные книги университета. ISBN 0-935702-05-9.
  24. ^ Chaisson, E .; Макмиллан, С. (1995). Астрономия: руководство по вселенной для новичков (2-е изд.). Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Прентис-Холл. ISBN 0-13-733916-X.
  25. ^ Р. Сахай; К. Санчес Контрерас; М. Моррис (2005). "Предпланетная туманность Морская звезда: IRAS 19024 + 0044" (PDF) . Астрофизический журнал . 620 (2): 948–960. Bibcode : 2005ApJ ... 620..948S . DOI : 10.1086 / 426469 .
  26. ^ Дэвис, CJ; Смит, доктор медицины; Gledhill, TM; Варрикатт, WP (2005). "Эшелле-спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне протопланетных туманностей: исследование быстрого ветра в H 2 ". Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 360 (1): 104–118. arXiv : astro-ph / 0503327 . Bibcode : 2005MNRAS.360..104D . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2005.09018.x .
  27. ^ Volk, Кевин М .; Квок, Вс (1 июля 1989 г.). «Эволюция протопланетных туманностей». Астрофизический журнал . 342 : 345–363. Bibcode : 1989ApJ ... 342..345V . DOI : 10.1086 / 167597 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Туманности , Страницы Мессье SEDS
  • Fusedweb.pppl.gov
  • Информация о звездообразовании , geocities.com