Γεγονότα για τα νεφελώματα:Περισσότερα από ένα σύννεφο σκόνης

Όταν κοιτάμε ψηλά στον νυχτερινό ουρανό, βλέπουμε αστέρια και πλανήτες. Αυτό που δεν βλέπουμε - τουλάχιστον όχι με γυμνό μάτι - είναι η σκόνη που κρύβεται σε όλες τις σκοτεινές γωνιές του σύμπαντος. Όταν αυτή η σκόνη ενωθεί, μπορεί να δημιουργήσει κάτι αξιοσημείωτο:ένα νεφέλωμα. Τι είναι το νεφέλωμα; Ας εξερευνήσουμε μερικά στοιχεία για τα νεφελώματα και ας δούμε τι μπορεί να κάνει το σύμπαν με ένα απλό σύννεφο σκόνης.

Τα πρώτα νεφελώματα

Η αναζήτησή μας για στοιχεία για τα νεφελώματα ξεκινά χιλιάδες χρόνια πριν. Η ανθρώπινη φυλή κοιτάζει τα αστέρια για χιλιετίες, συμπεριλαμβανομένου του κυνηγιού για νεφελώματα. Η πρώτη καταγεγραμμένη αναφορά για νεφέλωμα χρονολογείται από το 964 μ.Χ. Είναι καταγεγραμμένο στο Βιβλίο των Σταθερών Αστέρων, γραμμένο από τον Πέρση αστρονόμο Abd al-Rahman al-Sufi. Το βιβλίο του κατέγραψε επίσης πολλές από τις πρώτες αναφορές αστερισμών και άλλων γαλαξιών - αν και δεν ήταν σίγουρος τι έβλεπε. Πολλά από τα σύννεφα που περιέγραψε στο βιβλίο του ήταν γαλαξίες. Το βιβλίο περιλαμβάνει επίσης την πρώτη αναφορά στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, μεταξύ άλλων ουράνιων χαρακτηριστικών.

Περισσότερο σύννεφο παρά σκόνη

Το όνομα νεφέλωμα προέρχεται από τη λατινική λέξη για «σύννεφο» ή «ομίχλη», ο τέλειος περιγραφέας για τα περισσότερα νεφελώματα. Το μέσο νεφέλωμα περιλαμβάνει έναν συνδυασμό υδρογόνου και ηλίου και σκόνης και ιονισμένων αερίων. Τα υλικά που αποτελούν συλλογικά ένα νεφελώδες νέφος είναι διαστρικά μέσα ή ISM. Σε αντίθεση με την ατμόσφαιρα της Γης, η οποία υπάρχει σε πυκνότητα 30 εκατομμυρίων μορίων ανά κυβικό εκατοστό, το νεφέλωμα είναι αραιό. Ένα νεφέλωμα θα έχει συνήθως πυκνότητα 1 άτομο ανά κυβικό εκατοστό.

Αυτό ακούγεται σαν ένα μικροσκοπικό ποσό, αλλά πρέπει επίσης να συγκρίνετε το μέγεθος της Γης με το μέγεθος ενός νεφελώματος. Αυτά τα τεράστια διαστρικά νέφη αερίου μπορούν να εκτείνονται σε έτη φωτός ή ακόμη και εκατομμύρια έτη φωτός. Σε σύγκριση με αυτό, αυτός ο πλανήτης δεν είναι τίποτα άλλο παρά ένας κόκκος άμμου, ο οποίος φαίνεται τόσο μεγάλος ενώ στεκόμαστε στην επιφάνειά του. Αυτή η σύγκριση ισχύει μόνο για το μέγεθος, ωστόσο. Εάν μπορούσατε να συμπιέσετε ένα νεφέλωμα σε μια δομή στο μέγεθος της Γης, θα ζύγιζε μόνο μερικά κιλά.

Διαφορετικοί τύποι νεφελωμάτων

Μόλις αρχίσαμε να καταλαβαίνουμε το γνωστό σύμπαν και όλα όσα έχει να μας διδάξει. Έχουμε αναλύσει το νεφέλωμα σε έξι διαφορετικούς τύπους με βάση τις τρέχουσες γνώσεις μας για το σύμπαν.

Νεφέλωμα εκπομπής

Πρώτον, έχουμε νεφελώματα εκπομπής. Αυτά τα τεράστια σύννεφα σκόνης είναι επίσης γνωστά ως αστρικά φυτώρια, μια ιδέα που θα συζητήσουμε περισσότερο σε λίγο. Καθώς αυτά τα νεφελώματα μεγαλώνουν, η πυκνότητά τους αυξάνεται. Τελικά, αυτά τα πυκνά σμήνη θα συγκεντρωθούν, δημιουργώντας ένα βαρυτικό πεδίο που έλκει περισσότερο διαστρικό υλικό. Τέλος, θα φτάσει σε μια κρίσιμη μάζα και θα γεννήσει ένα αστέρι. Τα νεφελώματα εκπομπής παίρνουν το όνομά τους από αυτά τα νεογέννητα αστέρια επειδή επιτρέπουν στα νεφελώματα να παράγουν φως.

Διάσημα νεφελώματα εκπομπής

Το Νεφέλωμα του Αετού και οι Στύλοι της Δημιουργίας.

Το νεφέλωμα του Ωρίωνα

Νεφέλωμα ανάκλασης

Δεν παράγουν όλα τα νεφελώματα εσωτερικό φως ή δεν χρησιμεύουν ως αστρικά φυτώρια. Τα νεφελώματα ανάκλασης δεν γεννούν αστέρια, αλλά λάμπουν από μόνα τους αντανακλώντας το φως από τα κοντινά αστρικά σμήνη. Αυτά τα φωτεινά αστέρια παράγουν άφθονο φως, αλλά δεν είναι αρκετά ζεστά για να ιονίσουν το υδρογόνο στα νεφελώματα ανάκλασης.

Διάσημα νεφελώματα ανάκλασης

Το νεφέλωμα της Ίριδας

Σκοτεινό νεφέλωμα

Μερικές φορές, χρειαζόμαστε ένα υπέρυθρο τηλεσκόπιο για να εντοπίσουμε ένα νεφέλωμα. Τα σκοτεινά νεφελώματα δεν εκπέμπουν φως ούτε αντανακλούν φως από άλλα αστέρια. Αντίθετα, εμφανίζονται ως αδιαφανή σύννεφα που μπορεί ακόμη και να κρύψουν άλλα ουράνια σώματα.

Διάσημα σκοτεινά νεφελώματα

The Horsehead Nebula

Πλανητικό νεφέλωμα

Όπως αυτό στο κέντρο του ηλιακού μας συστήματος, τα αστέρια χαμηλής μάζας έχουν πεπερασμένη διάρκεια ζωής. Μπορούν να καίγονται για δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά τελικά θα ξεμείνουν από καύσιμα και θα αρχίσουν να πεθαίνουν. Καθώς εισέρχεται στα τελευταία του στάδια, το αστέρι θα επεκταθεί σε έναν κόκκινο γίγαντα, αποβάλλοντας τα εξωτερικά του στρώματα. Με την πάροδο του χρόνου, η υπεριώδης ακτινοβολία θα ιονίσει το υλικό που απορρίπτει το αστέρι, δημιουργώντας ένα πλανητικό νεφέλωμα.

Οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει μερικά πλανητικά νεφελώματα με «διπολική» δομή. Το σχήμα του σύννεφου αντικατοπτρίζεται, δημιουργώντας την εικόνα μιας κλεψύδρας ή ακόμα και μιας πεταλούδας στον νυχτερινό ουρανό. Οι ερευνητές δεν είναι σίγουροι πώς σχετίζονται αυτά με τα πλανητικά νεφελώματα, αλλά εξακολουθούν να εμπίπτουν σε αυτήν την ταξινόμηση.

Διάσημο πλανητικό νεφέλωμα

Το νεφέλωμα του αλτήρα

The Cat’s Eye Nebula

Υπόλειμμα Supernova

Στην άλλη πλευρά της κλίμακας μάζας, έχετε αστέρια που εκρήγνυνται σε μια βίαιη σουπερνόβα στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Σε αντίθεση με την απαλή απόρριψη των άστρων χαμηλής μάζας, αυτές οι εκρήξεις ρίχνουν ιονισμένο αέριο και σκόνη σε ένα τεράστιο σύννεφο. Τα υπολείμματα αυτών των εκρήξεων μπορούν στη συνέχεια να συγχωνευθούν σε ένα νεφέλωμα.

Σε περιπτώσεις όπου ένα πάλσαρ πυροδοτεί έναν σουπερνόβα, οι αστρονόμοι εντόπισαν έναν μοναδικό τύπο νεφελώματος που ονομάζεται νεφέλωμα ανέμου πάλσαρ ή πλερίον. Είναι το τέλειο εύρημα για κάθε αστρονόμο που ενδιαφέρεται ή μελετά τα πάλσαρ. Τα νεφελώματα του Καβουριού είναι ένα παράδειγμα νεφελώματος ανέμου πάλσαρ, που εντοπίστηκε για πρώτη φορά από αστρονόμους το 1054 μ.Χ.

Διάσημα απομεινάρια σουπερνόβα

Το νεφέλωμα του πέπλου

Το νεφέλωμα του Καβουριού

Συνδυαστικά νεφελώματα

Περιστασιακά, οι αστρονόμοι θα εντοπίσουν ένα νεφέλωμα που δεν ταιριάζει σε καμία κύρια κατηγορία. Δεν υπάρχει επίσημο όνομα για αυτά, αλλά αυτά τα συνδυαστικά νεφελώματα θα παρουσιάσουν χαρακτηριστικά πολλών διαφορετικών τύπων σύννεφων. Το Trifid Nebula, για παράδειγμα, παρουσιάζει πτυχές εκπομπής, ανάκλασης και σκοτεινά νεφελώματα σε ένα μόνο σύννεφο.

Διάσημα συνδυαστικά νεφελώματα

Τα Τρισχιδά Νεφελώματα

Φυτώριο ενός μέρους, νεκροταφείο ενός μέρους

Τα νεφελώματα είναι μοναδικά στο ότι παρουσιάζουν τόσο τις γεννήσεις όσο και τους θανάτους των αστεριών που σχηματίζονται εντός των επεκτατικών συνόρων τους. Στη μία όψη του νομίσματος, έχετε αστρικά φυτώρια όπως οι Στύλοι της Δημιουργίας στο Νεφέλωμα του Αετού ή ολόκληρο το Νεφέλωμα του Ωρίωνα. Το ιονισμένο αέριο και η σκόνη μέσα στο νεφέλωμα σχηματίζουν ένα μοριακό νέφος. Εάν το σύννεφο γίνει αρκετά πυκνό ώστε να αρχίσει να περιστρέφεται και να δημιουργεί ένα βαρυτικό πεδίο, γίνεται πρωτοάστρο.

Από εδώ, ο κύκλος ζωής του αστεριού μπορεί να κινηθεί με δύο τρόπους. Είτε το πρωτοάστρο γίνεται αρκετά πυκνό ώστε να συμβεί πυρηνική σύντηξη, αναφλέγοντας το αστέρι και αρχίζει η ζωή του ή το αέριο συνεχίζει να παχαίνει. Σε αυτή την περίπτωση, αντί για ένα νέο αστέρι, σχηματίζεται ένας καφέ νάνος. Οι καφέ νάνοι αστέρες εκπέμπουν κυρίως υπέρυθρη ακτινοβολία παρά θερμότητα και φως.

Στην αντίθετη πλευρά του νομίσματος, έχετε πλανητικά νεφελώματα και υπολείμματα σουπερνόβα στο τέλος της ζωής ενός αστεριού. Αστέρια χαμηλής μάζας όπως αυτό στο κέντρο του ηλιακού μας συστήματος θα γίνουν πλανητικά νεφελώματα. Μόλις τελειώσουν τα καύσιμα, αρχίζουν να διαστέλλονται και θα αρχίσουν να ρίχνουν τα εξωτερικά τους στρώματα. Τελικά, αυτό το αστέρι θα καταρρεύσει σε έναν λευκό νάνο και αυτό που απομένει είναι γνωστό ως πλανητικό νεφέλωμα.

Από την άλλη πλευρά, τα υπολείμματα των σουπερνόβα είναι συχνά μακρινά νεφελώματα που ορίζονται από τα περίεργα σχήματά τους. Αντί να ρίξει απαλά τα εξωτερικά του στρώματα, ένα σουπερνόβα εκρήγνυται, εκτοξεύοντας τα υλικά του στα πέρατα του Κόσμου.

Ένα νεφέλωμα μπορεί να σηματοδοτήσει την αρχή ή το τέλος κάποιου, ανεξάρτητα από τον τύπο του.

Κάτοικοι του Διαστρικού Διαστήματος

Επί του παρόντος, οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει και καταλογίσει μόνο περίπου 1.800 πλανητικά νεφελώματα στον Γαλαξία του Γαλαξία. Αυτός ο αριθμός είναι μόλις ένα κλάσμα από τα περισσότερα από 20.000 πλανητικά νεφελώματα που μπορεί να υπάρχουν σε αυτόν τον γαλαξία. Μέσα στον Γαλαξία, οι γαλαξίες αναφέρονται ως διαγαλαξιακά νεφελώματα. Οτιδήποτε έξω από τον εγχώριο γαλαξία μας αναφέρεται ως εξωγαλαξιακό νεφέλωμα.

Οι αστρονόμοι έχουν εξερευνήσει την ιδέα των εξωγαλαξιακών νεφελωμάτων για σχεδόν έναν αιώνα. Ο Έντουιν Χαμπλ, ο αστρονόμος από τον οποίο η NASA ονόμασε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χαμπλ, δημοσίευσε ένα έγγραφο το 1926 που περιγράφει λεπτομερώς περισσότερα από 400 εξωγαλαξιακά νεφελώματα που εντοπίστηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνάς του. Η κατανόησή μας για το σύμπαν έχει επεκταθεί μόνο από τότε.

Κοιτάζοντας προς τα αστέρια

Η εξερεύνηση γεγονότων για τα νεφελώματα είναι μόνο ένα κομμάτι του παζλ για την εκμάθηση του σύμπαντος. Υπάρχουν τόσα πολλά στο σύμπαν που δεν καταλαβαίνουμε άλλα τόσα που δεν ξέρουμε καν να ρωτήσουμε ακόμα. Ένα νεφέλωμα μπορεί να μοιάζει με σύννεφο σκόνης στον περιστασιακό παρατηρητή, αλλά γνωρίζουμε τώρα ότι αυτές οι ουράνιες δομές είναι πολύ περισσότερες.