Bolygóködök. Macskaszem-köd

Néhány kedvenc tárgyam)). És még meglepőbb, hogy ilyen szépségek nem szerepelnek az albumon. Ezért bepótolom (főleg, hogy megígértem, hogy a ködökről folytatom).

Mi az a bolygóköd? Ez egy csillag, amelyet a köd magjának neveznek, és egy izzó gázhéj veszi körül. A bolygóködöket W. Herschel fedezte fel 1783 körül. A név bizonyos hasonlóságukat tükrözi a külső bolygók - az Uránusz és a Neptunusz - korongjaival. Körülbelül 1500 bolygóköd ismert. A megfigyelési technológia fejlődésével lehetővé vált hasonló objektumok megfigyelése a Magellán-felhőkben, az Androméda-ködben és számos más galaxisban.

A csillagok életük során folyamatosan veszítenek anyagot ún. csillagos szél. A csillag tömegétől és az evolúciós szakasztól függően a tömegveszteség mértéke nagyobb vagy kisebb lehet. A mi Napunk például most nagyon lassan veszít anyagot, ez jellemző a nem túl nagy tömegű fősorozatú csillagokra. Azonban még a gyenge napszél is bizonyos következményekkel jár, például kiderül, hogy egy olyan gyönyörű jelenség okozója, mint az aurora. A jövőben a Nap sokkal aktívabban veszíti el az anyagot. A vörös óriás héjának lehullása egy lassú csillagszél formájában meglehetősen nagy tömeg elvesztésének felel meg. Ez az anyag alkotja a jövőbeli ködöt, és a köd megjelenése a szerkezetétől függ. Maga a kilökődött héj azonban nem fog fényesen ragyogni: a bolygóköd megszületéséhez két szél ütközése szükséges.
A bolygóköd kialakulásának forgatókönyve a következő. Kezdetben a csillagnak jelentős tömeget kell veszítenie lassú csillagszél formájában. Ez lehet például egy vörös óriás kilökött héja (egy másik lehetőség a bináris rendszer evolúciójához kapcsolódik). Miután a héj lehullott, forró mag marad a csillagból. Nagyon gyors csillagszél forrásává válik, az áramlási sebesség körülbelül 1000 km/s. A gyors szél utoléri az erőteljes lassú folyamot, és ütközésük hatására az anyag felizzik, mintha egy már „szőtt” bonyolult mintát tárna fel.

Vajon a mi Napunk mutat majd valaha ilyen képet? Helix-köd- egy nagyon közeli példa egy bolygóködre, amely a Napunkhoz hasonló csillag élete végén jelenik meg. A csillag által a környező térbe lökött gáz azt a benyomást kelti, mintha egy spirál göndörségét néznénk. A központban maradó csillagmagnak végül fehér törpévé kell válnia. A központi csillag intenzív sugárzást bocsát ki, amitől a kibocsátott gáz felizzik. A Helix-köd a Vízöntő csillagképben található, és a katalógusban NGC 7293 néven szerepel. Ez a köd tőlünk 650 fényévnyire található, méretei 2,5 fényév. A látható fotómontázs a Hubble Űrteleszkóp fedélzetén lévő ACS (Advanced Camera for Surveys) kamerájának legújabb képein, valamint a Bálnacsúcs Obszervatórium 0,9 méteres teleszkópjára felszerelt Mosaic Camera széles látószögű képein alapul. A Helix-köd belső szélének közeli képe ismeretlen eredetű gázképződmények összetett szerkezetét tárja fel.

Bolygó Homokóra-köd
Ez a fiatal MyCn18 bolygóköd képe, amely körülbelül 8 ezer fényévnyire található. évben az űrteleszkóp fedélzetén található Wide Field Planetary Camera 2 kapott. A képet három különböző képből szintetizálták, amelyek az ionizált nitrogén piros vonalában, a hidrogén zöld vonalában és a kétszeresen ionizált oxigén kék vonalában készültek.
A Földről készült korábbi képeken két egymást metsző gyűrű látható, de hiányoznak a részletek. Az egyik elmélet szerint ennek az alaknak a kialakulása egy gyors csillagszélhez kapcsolódik egy lassan táguló felhő belsejében, amelynek sűrűsége nagyobb a sarkokon, mint az egyenlítőn. Az űrteleszkóp további, váratlan tulajdonságokat is felfedezett ennek a ködnek a szerkezetében. Például van néhány egymást metsző gyűrű a központi területen és számos ív. Ezek a tulajdonságok kielégítően magyarázhatók egy láthatatlan kísérőcsillag jelenlétével.

Az itt látható planetáris köd az ún Shapley 1 a híres csillagász, Harlow Shapley tiszteletére kifejezett gyűrűszerkezettel rendelkezik.

Galaxisunk egyik legnagyobb szférájának létezésének ténye értékes információforrás a csillagok kémiai összetételéről. Bolygóköd Ábell 39, amely jelenleg hat fényév átmérőjű, egy napelem típusú csillag atmoszférájának külső rétegeit képviseli, amelyeket több ezer évvel ezelőtt löktek ki. Az Abell 39 szinte tökéletes gömbalakja lehetővé tette a csillagászoknak, hogy pontosan megbecsülhessék a benne elnyelő és kibocsátó anyag arányát. A megfigyelési adatok szerint az Abell 39 oxigéntartalma körülbelül fele a Napénak – ez egy nagyon érdekes, bár nem meglepő eredmény, amely megerősíti a két csillag kémiai összetételének különbségeit. A köd központi csillagának középponttól eltérő helyzetének okát (0,1 fényévnyire van eltolva) még nem sikerült megállapítani. Az Abell 39 távolsága körülbelül 7000 fényév, a közelről és a ködön keresztül látható galaxisok pedig több millió fényévre vannak.

Ez a két buborékot tartalmazó bolygóköd, amelyet az űrteleszkóp készített. Hubble, gyönyörűen "forr". Kijelölve Hubble-5 ezt a kétpólusú bolygóködöt a központi csillagrendszerből kiszökő részecskék forró széle hozta létre. A forró gáz felfújó forró gázgolyók formájában a környező csillagközi közegbe tágul. A határon szuperszonikus lökéshullám képződik, amely gerjeszti a gázt. A gáz akkor világít, amikor az elektronok atomokkal egyesülnek. A képen a színek a rekombinációs sugárzás energiájának felelnek meg. Ez a köd 2200 fényévnyire található a Földtől. A köd közepén valószínűleg egy Nap-szerű csillag található, amely lassan fehér törpévé változik.

Miért néz ki ez a „hangya” annyira egy labdától? Végül is bolygószerű köd Mz3- ez a héj, amelyet egy csillag dobott le, mint a mi Napunk, vagyis egy tárgy, kétségtelenül gömb alakú. Miért keletkezik akkor a csillagból kiáramló gáz hangya alakú köd, amelynek alakjában semmi köze a golyóhoz? Ennek oka lehet a kibocsátott gáz rendkívül magas - akár 1000 kilométer/másodperc - sebessége; a szerkezet gigantikus mérete, amely eléri az egy fényévet; vagy erős mágneses tér jelenléte a köd közepe felett elhelyezkedő csillagban. Egy másik, kisebb fényerejű csillag is rejtőzhet az Mz3 mélyén, amely az utóbbitól nagyon közel kering a fényes csillag körül. Egy másik hipotézis szerint a gázáramlások iránya a központi csillag forgásának és mágneses terejének köszönhető. A csillagászok azt remélik, hogy a központi csillagnak a Naphoz való hasonlóságának köszönhetően ennek az óriási kozmikus hangyának a történetének tanulmányozása bepillantást enged majd a Nap és Földünk jövőjébe.

Ezt a bolygóködöt egy haldokló csillag alkotja, amely izzó gázból ontja a héjait. A köd háromezer fényév távolságban található. A mai képen az űrteleszkóp készítette. Hubble, megmutatja, milyen bonyolult a köd szerkezete macskaszem. A képen látható összetett szerkezet miatt a csillagászok úgy vélik, hogy a fényes központi objektum egy kettős csillag.

Eszkimó köd
Ezt a bolygóködöt, amelyet először Herschel fedezett fel 1787-ben, az "eszkimó" becenevet kapta, mert olyan arcra hasonlított, amelyet földi teleszkópok prémes csuklyája vesz körül. A Hubble-képen a "bunda búra" gázkorongként jelenik meg, amelyet üstökösszerű tárgyak díszítenek (lásd még: Helix-köd) - a csillag megnyúlt farkai.
Az "Arc" érdekes részleteket is tartalmaz. A fényes középső régió nem más, mint egy buborék, amelyet a csillagból érkező gyors részecskék heves szele fúj az űrbe.
Az eszkimó köd körülbelül 10 000 évvel ezelőtt kezdett kialakulni. Két hosszúkás anyagbuborékból áll, amelyek ellentétes irányban áramlanak. A képen az egyik buborék a másik fölött fekszik, átfedi azt. Az üstökösszerű vonások eredete továbbra is rejtélyes.
Az Eszkimó-köd a Földtől 5000 fényévre, a Geminga csillagképben található. A színek a világító gázoknak felelnek meg: nitrogén (piros), hidrogén (zöld), oxigén (kék) és hélium (lila).

Ez a gyönyörű planetáris köd, a katalógusba sorolva NGC 6369, a 18. századi csillagász, William Herschel fedezte fel, amikor távcsővel feltárta az Ophiuchus csillagképet. Kerek és bolygószerű, ez a viszonylag halvány köd a közkedvelt Köd nevet kapta Kis Szellem. Az NGC 6369 felépítésének elképesztően bonyolult részleteit a Hubble Űrteleszkóp adataiból származó, figyelemre méltó színes kép mutatja. A köd főgyűrűjének átmérője körülbelül egy fényév. Az ionizált oxigén-, hidrogén- és nitrogénatomok emissziója kék, zöld és piros színnel látható. A több mint 2000 fényévre lévő Kis Szellem-köd felfedi Napunk jövőbeli sorsát, amely szintén hamarosan kialakítja saját gyönyörű bolygóködét, de nem korábban? mint körülbelül ötmilliárd év alatt.

IC 418 bolygóköd, beceneve A Spirográf-köd az azonos nevű rajzeszközhöz való hasonlósága miatt egy nagyon szokatlan szerkezet különbözteti meg, amelynek eredete még mindig jórészt megoldatlan. A köd bizarr alakja a központi változócsillagból kiáramló kaotikus szélnek tudható be, amelynek fényereje megjósolhatatlanul változik néhány órás időintervallumon keresztül. Ráadásul a rendelkezésre álló adatok szerint alig néhány millió évvel ezelőtt az IC 418 látszólag a mi Napunkhoz hasonló egyszerű csillag volt. Néhány ezer évvel ezelőtt az IC 418 egy közönséges vörös óriás volt. A nukleáris üzemanyag-tartalékok kimerítése után azonban a csillag külső héja tágulni kezdett, forró magot hagyva maga után, amelyet a sors a kép közepén található fehér törpecsillaggá alakított. A központi magból érkező sugárzás gerjeszti a ködben lévő atomokat, amitől azok izzanak. Az IC 418 körülbelül 2000 fényévnyire található tőlünk, átmérője pedig 0,3 fényév. A Hubble Űrteleszkóp által nemrégiben készített hamis színű felvétel szokatlan részleteket mutat a köd szerkezetében.

A központban NGC 3132, egy szokatlan és gyönyörű bolygóköd, amely egy kettős csillagnak ad otthont. Eredeténél fogva ezt a ködöt, más néven Nyolc villanásból álló köd vagy Déli gyűrűs köd, nem egy fényes, hanem egy halvány csillagnak köszönhető. Az izzó gáz forrása a Napunkhoz hasonló csillag külső rétegei. A képen látható bináris körüli forró kék izzás energiája a halvány csillag felszínén fellépő magas hőmérsékletből származik. A planetáris köd kezdetben szokatlan szimmetrikus alakja miatt vált a kutatás tárgyává. Később felkeltette a figyelmet, amikor kiderült, hogy aszimmetrikus részletei vannak. Egyelőre nem sikerült megmagyarázni sem a hűtőburok furcsa alakját, sem az NGC 3132 ködöt keresztező hideg porsávok szerkezetét és eredetét.

Igaz, hogy a csillagok szebbnek tűnnek, amikor meghalnak? Bolygóköd M2-9, Pillangó-köd, a Földtől 2100 fényévnyire található. A köd szárnyai szokatlan, befejezetlen történetet mesélhetnek el nekünk. A köd közepén kettős csillagrendszer található. Ennek a rendszernek a csillagai egy gázkorong belsejében mozognak, amely a Plútó pályájának átmérőjének tízszerese. Egy haldokló csillag kilökött héja kitör a korongból, és kétpólusú struktúrákat alkot. Sok minden tisztázatlan még a bolygóköd kialakulását eredményező fizikai folyamatokkal kapcsolatban.

Hogyan alakulhat ki négyzet alakú köd egy kerek csillag körül? Egy bolygóköd tanulmányozása, mint például IC 4406. Okkal feltételezhetjük, hogy az IC 4406 köd üreges henger alakú, és a négyzet alakú alakot az magyarázza, hogy ezt a hengert oldalról nézzük. Ha a 4406-os IC-t a végéről néznénk, úgy nézhet ki, mint a Gyűrűköd. Ez a színes kép a Hubble Űrteleszkóp által készített képek kombinációja. A henger végeiből forró gáz áramlik, falait sötét por és molekuláris gázszálak szegélyezik. A csillag, amely ezért a csillagközi szoborért felelős, egy bolygóköd közepén fekszik. Néhány millió év múlva az IC 4406-ból csak egy halványuló fehér törpe marad.

A gyorsan táguló gázfelhők a köd központi csillagának végét varázsolják Záptojás. Miután létezett egy normális csillag, elhasználta nukleáris üzemanyag-tartalékait, aminek következtében a központi része összeomlott, és fehér törpét alkotott. A felszabaduló energia egy része a csillag külső héjának kitágulását okozza. Ebben az esetben az eredmény egy fotogén protoplanetáris köd. Amikor a több millió kilométeres óránkénti sebességgel mozgó gáz a környező csillagközi gázt eltalálja, szuperszonikus lökéshullámot hoz létre, amelyben az ionizált hidrogén és nitrogén kéken világít. Korábban is voltak hipotézisek a lökhárító front összetett felépítéséről, de eddig nem sikerült ilyen tiszta képet alkotni. Vastag gáz- és porrétegek rejtik el a haldokló központi csillagot. A Rotten Egg-köd, más néven Tök-köd és OH231.8+4.2, valószínűleg 1000 éven belül bipoláris bolygóköddé fejlődik. A fent látható köd körülbelül 1,4 fényév méretű, és 5000 fényévnyire található a Puppis csillagképben.

A képeket vég nélkül mutogathatod, főleg, hogy elképesztően szépek.

Az űrben lévő ködök az Univerzum egyik csodája, lenyűgöző szépségük. Nemcsak vizuális vonzerejük miatt értékesek. A ködök tanulmányozása segít a tudósoknak tisztázni a tér és objektumai működésének törvényeit, helyesbíteni az Univerzum fejlődésével és a csillagok életciklusával kapcsolatos elméleteket. Ma már sokat tudunk ezekről a tárgyakról, de nem mindent.

Gáz és por keveréke

A ködöket meglehetősen sokáig, egészen a múlt század közepéig tartották tőlünk jelentős távolságra. 1860-ban egy spektroszkóp használata lehetővé tette annak megállapítását, hogy sok gázból és porból áll. W. Heggins angol csillagász felfedezte, hogy a ködök fénye különbözik a közönséges csillagok sugárzásától. Az előbbi spektruma világos színű vonalakat tartalmaz sötétekkel tarkítva, míg az utóbbi esetben ilyen vonalakat nem figyelünk meg.

A további kutatások feltárták, hogy a Tejútrendszer és más galaxisok ködei főként gáz és por forró keverékéből állnak. Hasonló hidegképződményekkel gyakran találkozunk. Az ilyen csillagközi gázfelhők szintén a ködökhöz tartoznak.

Osztályozás

A ködöt alkotó elemek tulajdonságaitól függően többféle típust különböztetünk meg. Mindegyikük nagy számban képviselteti magát az űrben, és egyformán érdekesek a csillagászok számára. Az ilyen vagy olyan okból fényt kibocsátó ködöket diffúznak vagy fénynek szokták nevezni. Azokat, amelyek a fő paraméter tekintetében ellentétesek velük, természetesen sötétnek jelölik. A diffúz ködnek három típusa van:

fényvisszaverő;

kibocsátás;

szupernóva-maradványok.

Az emissziós ködök viszont új csillagkeletkezési régiókra (H II) és bolygóködekre oszlanak. Mindezeket a típusokat bizonyos tulajdonságok jellemzik, amelyek egyedivé és alapos tanulmányozásra érdemessé teszik őket.

Csillagképződési régiók

Minden emissziós köd különböző formájú világítógáz-felhők. Fő elemük a hidrogén. A köd közepén elhelyezkedő csillag hatására ionizálódik, és ütközik a felhő nehezebb összetevőinek atomjaival. Ezeknek a folyamatoknak az eredménye egy jellegzetes rózsaszínű fény.

A Sas-köd, vagy az M16, az ilyen típusú objektumok nagyszerű példája. Itt van egy csillagkeletkezési régió, sok fiatal és hatalmas forró csillaggal. A Sas-köd ad otthont egy jól ismert űrrégiónak, a Teremtés Oszlopainak. Ezek a csillagszél hatására kialakuló gázcsomók csillagkeletkezési zónát alkotnak. A csillagok kialakulását itt a gáz- és poroszlopok gravitáció hatására történő összenyomódása okozza.

A tudósok a közelmúltban megtudták, hogy még csak ezer évig csodálhatjuk meg a Teremtés Oszlopait. Aztán eltűnnek. Valójában az oszlopok pusztulása körülbelül 6000 évvel ezelőtt történt egy szupernóva-robbanás következtében. A világűrnek ebből a régiójából azonban körülbelül hétezer évbe telik, mire eljut hozzánk a fény, így a csillagászok által kiszámított esemény számunkra már csak a jövő kérdése.

Bolygóködök

A következő típusú világító gáz- és porfelhők nevét W. Herschel vezette be. A bolygóköd a csillagok életének utolsó szakasza. A lámpatest által levetett héjak jellegzetes mintát alkotnak. A köd egy kis távcsövön keresztül nézve általában egy bolygót körülvevő korongra hasonlít. Ma már több mint ezer ilyen tárgyat ismerünk.

A bolygóködök a formáció középpontjában egy forró csillag található, amely spektrumában hasonlít az O osztályú világítótestekhez. Hőmérséklete eléri a 125 000 K-t. A bolygóködök általában viszonylag kis méretűek - 0,05 parszek. Legtöbbjük galaxisunk közepén található.

A csillag által kilökött gázhéj tömege kicsi. Tizede a Napénak. A gáz és por keveréke 20 km/s sebességgel távolodik a köd középpontjától. A héj körülbelül 35 ezer évig létezik, majd nagyon megritkult és megkülönböztethetetlenné válik.

Sajátosságok

A planetáris köd különböző formájú lehet. Alapvetően így vagy úgy, közel van a labdához. Vannak kerek, gyűrű alakú, súlyzó alakú és szabálytalan alakú ködök. Az ilyen kozmikus objektumok spektrumai közé tartoznak a világító gáz és a központi csillag emissziós vonalai, valamint néha a csillag spektrumából származó abszorpciós vonalak.

A bolygóköd hatalmas mennyiségű energiát bocsát ki. Ez lényegesen nagyobb, mint a központi csillagé. A formáció magja magas hőmérséklete miatt ultraibolya sugarakat bocsát ki. Ionizálják a gázatomokat. A részecskék felmelegednek, és ultraibolya fény helyett látható sugarakat kezdenek kibocsátani. Spektrumuk olyan emissziós vonalakat tartalmaz, amelyek a formáció egészét jellemzik.

Macskaszem-köd

A természet mestere a váratlan és gyönyörű formák létrehozásának. E tekintetben figyelemre méltó a bolygóköd, amelyet hasonlósága miatt Macskaszem-ködnek (NGC 6543) neveznek. 1786-ban fedezték fel, és ez volt az első, amelyet a tudósok izzó gázfelhőként azonosítottak. A Macskaszem-köd ben található, és nagyon érdekes, összetett szerkezettel rendelkezik.

Körülbelül 100 éve alakult. Ezután a központi csillag lehántotta héjait, és koncentrikus gáz- és porvonalak alakultak ki, amelyek jellemzőek az objektum mintázatára. A mai napig a köd legkifejezőbb központi szerkezetének kialakulásának mechanizmusa tisztázatlan. Az ilyen mintázat megjelenését jól magyarázza egy kettős csillag elhelyezkedése a köd magjában. Ennek az állapotnak az alátámasztására azonban egyelőre nincs információ.

Az NGC 6543 fényudvarának hőmérséklete körülbelül 15 000 K. A köd magja 80 000 K-re melegszik fel. Ráadásul a központi csillag több ezerszer fényesebb, mint a Nap.

Kolosszális robbanás

A hatalmas sztárok életciklusukat gyakran lenyűgöző "speciális effektusokkal" zárják le. A rendkívül erős robbanások ahhoz vezetnek, hogy a csillag elveszíti az összes külső héjat. 10 000 km/s-ot meghaladó sebességgel távolodnak el a központtól. Egy mozgó anyag ütközése statikus anyaggal a gáz hőmérsékletének erős növekedését okozza. Ennek eredményeként a részecskéi világítani kezdenek. A szupernóva-maradványok gyakran nem gömb alakú képződmények, ami logikusnak tűnik, hanem nagyon eltérő alakú ködök. Ez azért történik, mert a nagy sebességgel kilökődő anyag egyenetlenül képez rögöket és felhalmozódást.

Ezer évvel ezelőtti nyom

Talán a leghíresebb szupernóva-maradvány a Rák-köd. Az azt szülõ csillag csaknem ezer éve, 1054-ben robbant fel. A pontos dátumot kínai krónikákból határozták meg, ahol jól le van írva az égen való felvillanása.

A rákköd jellegzetes mintázata egy szupernóva által kilökött gázból áll, amely még nem keveredett teljesen a csillagközi anyaggal. Az objektum 3300 fényévnyire található tőlünk, és folyamatosan tágul 120 km/s sebességgel.

A központban a Rák-köd egy szupernóva-maradványt tartalmaz - egy neutroncsillagot, amely elektronfolyamokat bocsát ki, amelyek folyamatos polarizált sugárzás forrásai.

Reflexiós ködök

Ezen űrobjektumok egy másik típusa gáz és por hideg keverékéből áll, amely önmagában nem képes fényt kibocsátani. A reflexiós ködök a közeli tárgyak miatt világítanak. Ezek lehetnek csillagok vagy hasonló diffúz képződmények. A szórt fény spektruma ugyanaz marad, mint a forrásé, de a kék fény dominál benne a megfigyelő számára.

Egy nagyon érdekes ilyen típusú köd kapcsolódik a Merope csillaghoz. A Plejádok-halmaz csillaga több millió éve pusztít egy elhaladó molekulafelhőt. A csillag befolyása következtében a köd részecskéi meghatározott sorrendbe rendeződnek és felé nyúlnak. Egy idő után (a pontos időtartam nem ismert) Merope teljesen elpusztíthatja a felhőt.

Egy sötét ló

A diffúz képződményeket gyakran szembeállítják egy abszorpciós köddel. A galaxisban rengeteg ilyen van. Ezek nagyon sűrű por- és gázfelhők, amelyek elnyelik a mögöttük elhelyezkedő emissziós és reflexiós ködök, valamint a csillagok fényét. Ezek a hidegtéri képződmények elsősorban hidrogénatomokból állnak, bár tartalmaznak nehezebb elemeket is.

Ennek a típusnak a csodálatos képviselője az Orion csillagképben található It-köd. A köd jellegzetes, a lófejhez hasonló alakja a csillagszél és a sugárzás hatására alakult ki. Az objektum jól látható, mivel a háttér egy fényes emissziós képződmény. Ugyanakkor a Lófej-köd csak egy kis része egy kiterjedt, elnyelő por- és gázfelhőnek, amely gyakorlatilag láthatatlan.

A Hubble-teleszkópnak köszönhetően a ködök, köztük a bolygók is, ma már sok ember számára ismerősek. A tér azon területeiről készült fényképek, ahol ezek találhatók, mélyen lenyűgözőek, és senkit sem hagynak közömbösen.

NGC 6543, Cat's Eye Nebula - belső régió, hamis színes kép (piros - Hα; kék - semleges oxigén, 630 nm; zöld - ionizált nitrogén, 658,4 nm)

A planetáris köd egy csillagászati ​​objektum, amely egy ionizált gázhéjból és egy központi ködből áll. Bolygóködök akkor jönnek létre, amikor a külső rétegek (héjak) és a szuperóriások, amelyek tömege legfeljebb 1,4 naptömeg lehet, lehullanak fejlődésük végső szakaszában. A bolygóköd egy gyorsan mozgó (csillagászati ​​mércével mérve) jelenség, mindössze néhány tízezer évig tart, és az őscsillag élettartama több milliárd év. Jelenleg körülbelül 1500 bolygóköd ismeretes.

A bolygóködök kialakulásának folyamata a fáklyákkal együtt fontos szerepet játszik a kémiai evolúcióban, a csillagközi térbe nehéz elemekkel - a csillagok nukleoszintézisének termékeivel - dúsított anyagot lövell ki (a csillagászatban minden elemet nehéznek tekintenek, kivéve a csillagászati ​​​​termékeket). elsődleges nukleoszintézis - hidrogén és hélium, például szén, nitrogén, oxigén és kalcium).

Az elmúlt években a kapott képek segítségével sikerült kideríteni, hogy sok bolygóköd nagyon összetett és egyedi szerkezetű. Bár körülbelül egyötöde körkörös, a többségüknek nincs gömbszimmetriája. Azok a mechanizmusok, amelyek lehetővé teszik ilyen változatos formák kialakítását, a mai napig nem teljesen ismertek. Úgy gondolják, hogy ebben nagy szerepet játszhat mindkettő és a csillagközi közeg kölcsönhatása.

Kutatástörténet

Súlyzóköd hamis színekben

A bolygóködök többnyire halvány tárgyak, és általában nem láthatók szabad szemmel. Az első felfedezett bolygóköd a Súlyzóköd volt a Vulpecula csillagképben: Charles Messier, aki ködkatalógusának összeállításakor 1764-ben (az ég megfigyelésekor az üstökösökhöz hasonló álló objektumok) keresett, a katalógusban a szám alatt sorolta fel. M27. 1784-ben William Herschel, a felfedező katalógusa összeállításakor a ködök külön osztályaként azonosította őket. osztályú ködök), és a "bolygóköd" kifejezést javasolta számukra, mert látszólagos hasonlóságuk az Uránusz korongjához.

A planetáris ködök szokatlan természetét a 19. század közepén fedezték fel, amikor a spektroszkópia megfigyelésekben elkezdődött. William Huggins lett az első csillagász, aki bolygóködök spektrumát szerezte meg – olyan objektumokat, amelyek szokatlanságukkal tűntek ki:

E figyelemre méltó tárgyak közül a legtitokzatosabbak azok, amelyek teleszkóposan nézve kerek vagy enyhén ovális korongoknak tűnnek. ...Zöldeskék színük is figyelemre méltó, egyedülálló csillagoknál rendkívül ritka. Ezenkívül ezekben a ködökben nincs jele a központi kondenzációnak. Ezen jellemzők alapján a bolygóködök élesen kiemelkednek, mint olyan objektumok, amelyek tulajdonságai teljesen eltérnek az állócsillagok tulajdonságaitól. Ezen okok miatt és fényességük miatt is ezeket a ködöket választottam a legmegfelelőbbnek spektroszkópiai vizsgálatra.

Amikor Huggins az NGC 6543 (Cat's Eye), M27 (Súlyzó), M57 (Lyra Ring Nebula) és számos más köd spektrumát tanulmányozta, kiderült, hogy spektrumuk rendkívül különbözik a csillagok spektrumától: minden csillagspektrum addigra abszorpciós spektrumok voltak (folytonos spektrum sok sötét vonallal), míg a planetáris ködök spektruma kis számú emissziós vonallal rendelkező emissziós spektrumnak bizonyult, ami azt jelzi, hogy természetük alapvetően különbözik a ködök természetétől. csillagok:

Kétségtelen, hogy a ködök 37 H IV (NGC 3242), Struve 6 (NGC 6572), 73 H IV (NGC 6826), 1 H IV (NGC 7009), 57 M, 18 H. IV (NGC 7662) és 27 M nem tekinthető inkább azonos típusú csillaghalmazoknak, amelyek magukban foglalják az állócsillagokat és a Napunkat.<…>ezek a tárgyak sajátos és eltérő szerkezetűek<…>minden valószínűség szerint hatalmas tömegű világító gáznak vagy gőznek kell tekintenünk ezeket a tárgyakat.

A másik probléma a bolygóködök kémiai összetétele volt: Huggins a standard spektrumokhoz képest képes volt azonosítani a nitrogén-hidrogén vonalakat, de az 500,7 nm hullámhosszú vonalak közül a legfényesebb nem volt megfigyelhető az akkori spektrumokban. ismert kémiai elemek. Feltételezték, hogy ez a vonal egy ismeretlen elemnek felel meg. Előzetesen a köd nevet kapta – analógiával azzal az ötlettel, amely a hélium felfedezéséhez vezetett a Nap spektrális elemzése során 1868-ban.

Feltételezések egy új elem felfedezésével kapcsolatban nebulia nem erősítették meg. A 20. század elején Henry Russell feltételezte, hogy az 500,7 nm-es vonal nem egy új elemnek felel meg, hanem egy régi elemnek, ismeretlen körülmények között.

A 20. század 20-as éveiben kimutatták, hogy a nagyon ritka gázokban az atomok és ionok gerjesztett metastabil állapotokká alakulhatnak át, amelyek a részecskeütközések miatti nagyobb sűrűségnél nem létezhetnek elég sokáig. 1927-ben Bowen azonosította az 500,7 nm-es ködvonalat, mint amely egy kétszeresen ionizált oxigénatom (OIII) metastabil és alapállapotba való átmenetéből származik. Az ilyen típusú spektrumvonalakat, amelyek csak rendkívül alacsony sűrűségnél figyelhetők meg, ún tiltott vonalak. Így a spektroszkópiai megfigyelések lehetővé tették a ködök gázsűrűségének felső határának becslését. Ugyanakkor a résspektrométerekkel kapott bolygóköd-spektrumok a köd kibocsátó régióinak különböző sebességgel mozgó Doppler-eltolódása miatti „szakadást”, vonalhasadást mutattak, ami lehetővé tette a bolygóköd tágulási sebességének becslését. 20-40 km/s sebességgel.

A bolygóködök szerkezetének, összetételének és sugárzási mechanizmusának meglehetősen részletes ismerete ellenére eredetük kérdése a 20. század 50-es éveinek közepéig nyitott maradt, egészen addig, amíg I. S. Shklovsky észrevette, hogy ha a bolygóködök paramétereit extrapoláljuk terjeszkedésük kezdetének időpontja , akkor a kapott paraméterkészlet egybeesik a vörös óriások tulajdonságaival, és magjaik tulajdonságai a forró fehér törpék tulajdonságaival. Jelenleg a bolygóködök eredetének ezt az elméletét számos megfigyelés és számítás igazolja.

A 20. század végére a technológia fejlődése lehetővé tette a bolygóködök részletesebb tanulmányozását. Az űrteleszkópok lehetővé tették spektrumaik látható tartományon túli tanulmányozását, amit korábban a felszínről történő megfigyeléssel nem lehetett megtenni. Az infravörös és ultraibolya hullámhosszon végzett megfigyelések új, sokkal pontosabb becsléseket adtak a bolygóködök hőmérsékletéről, sűrűségéről és kémiai összetételéről. A CCD technológia alkalmazása lehetővé tette lényegesen kevésbé elkülönülő spektrumvonalak elemzését. A Hubble Űrteleszkóp használata feltárta a korábban egyszerűnek és homogénnek hitt planetáris ködök rendkívül összetett szerkezetét.

Eredet

A szimmetrikus bolygóköd szerkezete. A forró fehér törpe gyors csillagszele (kék nyilak) - a csillag magja (középen), ütközik a kilökött héjjal - a vörös óriás lassú csillagszele (piros nyilak), sűrű héjat (kék) hoz létre ), izzik a magból érkező ultraibolya sugárzás hatására.

A bolygóködök sok csillag evolúciójának végső szakaszát jelentik. Napunk közepes méretű csillag, tömegében csak kis számú csillag haladja meg. A Napnál többszörös tömegű csillagok létezésük végső szakaszában szupernóvává alakulnak. A közepes és kis tömegű csillagok evolúciós útjuk végén bolygóködöket hoznak létre.

Egy tipikus csillag, amelynek tömege többszörösen kisebb, mint a Nap, élete nagy részében a magjában lévő hidrogénből származó hélium termonukleáris fúziójának reakcióinak köszönhetően világít (az „égés” kifejezést gyakran használják a „termonukleáris fúzió” kifejezés helyett). ebben az esetben a hidrogén égése). Az ezekben a reakciókban felszabaduló energia megakadályozza, hogy a csillag összeessen saját gravitációja hatására, ezáltal stabillá válik.

Több milliárd év elteltével a hidrogénkészlet elfogy, és nincs elég energia a csillag külső rétegeinek befogadására. A mag elkezd zsugorodni és felmelegedni. Jelenleg a Nap magjának hőmérséklete hozzávetőleg 15 millió K, de a hidrogénkészlet kimerülése után a mag összenyomásakor a hőmérséklet 100 millió K-re emelkedik. Ezzel egyidejűleg a külső rétegek lehűlnek és jelentősen megnőnek. mérete a nagyon magas hőmérsékletű magok miatt. A csillag vörös óriássá változik. A mag ebben a szakaszban továbbra is összenyomódik és felmelegszik; Amikor a hőmérséklet eléri a 100 millió K-t, megkezdődik a szén és az oxigén szintézise a héliumból.

A termonukleáris reakciók újraindulása lehetővé teszi az atommag további kompressziójának leállítását. Az égő hélium hamarosan szénből és oxigénből álló inert magot hoz létre, amelyet égő héliumhéj veszi körül. A héliumot tartalmazó termonukleáris reakciók nagyon érzékenyek a hőmérsékletre. A reakciósebesség arányos a T40 értékkel, vagyis a hőmérséklet mindössze 2%-os növekedése a reakciósebesség megkétszereződéséhez vezet. Ez nagyon instabillá teszi a csillagot: a hőmérséklet kismértékű emelkedése a reakciók sebességének gyors növekedését okozza, növeli az energiafelszabadulást, ami viszont a hőmérséklet emelkedését okozza. Az égő hélium felső rétegei gyorsan tágulnak, a hőmérséklet csökken, és a reakció lelassul. Mindez erőteljes lüktetéseket okozhat, amelyek néha elég erősek ahhoz, hogy a csillag légkörének jelentős részét a világűrbe lökjék ki.

A kilökődő gáz táguló burkot képez a csillag szabadon álló magja körül. Ahogy a légkör egyre nagyobb része válik le a csillagról, egyre mélyebb és magasabb hőmérsékletű rétegek tárulnak fel. Amikor a megvilágított felület (a csillag fotoszférája) eléri a 30 000 K hőmérsékletet, a kibocsátott ultraibolya fotonok energiája elegendő lesz a kilökött anyag atomjainak ionizálásához, amitől az izzik. Így a felhő bolygóköddé válik.

Élettartam

Szabálytalan koronggal rendelkező csillagból egy bolygóköd kialakulásának számítógépes szimulációja, amely bemutatja, hogy egy kis kezdeti aszimmetria hogyan eredményezhet összetett szerkezetű objektumot.

A bolygóköd anyaga másodpercenként több tíz kilométeres sebességgel repül el a központi csillagtól. Ugyanakkor, ahogy az anyag kiáramlik, a központi csillag lehűl, és maradék energiát bocsát ki; A termonukleáris reakciók leállnak, mert a csillagnak már nincs elég tömege a szén és az oxigén olvasztásához szükséges hőmérséklet fenntartásához. Végül a csillag annyira lehűl, hogy már nem bocsát ki elegendő ultraibolya fényt a gáz külső héjának ionizálásához. A csillag fehér törpévé válik, a gázfelhő pedig újraegyesül, láthatatlanná válik. Egy tipikus planetáris köd esetében a kialakulástól a rekombinációig 10 000 év telik el.

Galaktikus Újrahasznosítók

A planetáris ködök jelentős szerepet játszanak a galaxisok evolúciójában. A korai főként hidrogénből és héliumból állt, de idővel a termonukleáris fúzió eredményeként a csillagokban nehezebb elemek is keletkeztek. Így a bolygóködök anyaga nagy szén-, nitrogén- és oxigéntartalmú, és ahogy kitágul és behatol a csillagközi térbe, ezekkel a nehéz elemekkel gazdagítja, amelyeket a csillagászok általában fémeknek neveznek.

A csillagközi anyagból létrejövő csillagok következő generációi kezdetben nagyobb mennyiségű nehéz elemet fognak tartalmazni; bár jelenlétük a csillagok összetételében továbbra is jelentéktelen, jelentősen befolyásolják evolúciójukat. Azok a csillagok, amelyek röviddel az Univerzum kialakulása után keletkeztek, viszonylag kis mennyiségű fémet tartalmaznak - típusú csillagok. A nehéz elemekkel dúsított csillagok közé tartoznak típusú csillagok.

Jellemzők

fizikai jellemzők

Egy tipikus bolygóköd átlagos kiterjedése egy, és rendkívül ritka gázból áll, amelynek sűrűsége körülbelül 1000 részecske per cm³, ami elhanyagolható például a Föld légkörének sűrűségéhez képest, de körülbelül 10-100-szor nagyobb, mint a a bolygóközi tér sűrűsége a Föld és a Nap keringési távolságában. A fiatal bolygóködök sűrűsége a legnagyobb, néha eléri a 10 6 részecske per cm³ értéket. Ahogy a ködök öregszenek, tágulásuk miatt sűrűségük csökken.

A központi csillag sugárzása a gázokat 10 000 K nagyságrendű hőmérsékletre melegíti fel. Paradox módon a gáz hőmérséklete gyakran növekszik a központi csillagtól való távolság növekedésével. Ez azért történik, mert minél több energiája van egy fotonnak, annál kevésbé valószínű, hogy elnyelődik. Ezért az alacsony energiájú fotonok a köd belső tartományaiban nyelődnek el, a fennmaradó nagy energiájú fotonok pedig a külső régiókban nyelődnek el, ami hőmérsékletük növekedését okozza.

A ködök feloszthatók anyagban szegényÉs sugárzásszegény. E terminológia szerint az első esetben a ködben nincs elég anyag ahhoz, hogy elnyelje a csillag által kibocsátott összes ultraibolya fotont. Ezért a látható köd teljesen ionizált. A második esetben a központi csillag nem bocsát ki elegendő ultraibolya fotont az összes környező gáz ionizálásához, és az ionizációs front átmegy a semleges csillagközi térbe.

Mivel a bolygóködben a gáz nagy része ionizált (azaz plazma), a mágneses mezők jelentős hatással vannak a szerkezetére, és olyan jelenségeket okoznak, mint a plazma filamentációja és instabilitása.

Mennyiség és megoszlás

Ma 200 milliárd csillagból álló Galaxisunkban 1500 ismert bolygóköd található. A csillagokhoz képest rövid élettartamuk az oka kis számuknak. Alapvetően mindegyik a síkban fekszik, és többnyire a galaxis középpontja közelében koncentrálódik, és gyakorlatilag nem figyelik meg őket.

A CCD-mátrixok fényképészeti film helyett a csillagászati ​​kutatásokban való alkalmazása jelentősen kibővítette az ismert planetáris ködök listáját.

Szerkezet

A legtöbb bolygóköd szimmetrikus és majdnem gömb alakú, ami nem akadályozza meg őket abban, hogy sok nagyon összetett alakjuk legyen. A planetáris ködök körülbelül 10%-a gyakorlatilag bipoláris, és csak kis részük aszimmetrikus. Még egy négyszögletes bolygóköd is ismert. Az alakzatok sokféleségének okait nem teljesen értjük, de úgy vélik, hogy a kettős rendszerekben a csillagok közötti gravitációs kölcsönhatások nagy szerepet játszhatnak. Egy másik változat szerint a létező bolygók megzavarják az anyag egyenletes terjedését a köd kialakulása során. 2005 januárjában amerikai csillagászok bejelentették két bolygóköd központi csillagai körüli mágneses mezők első észlelését, majd felvetették, hogy részben vagy egészben ők felelősek e ködök alakjának kialakításáért. A mágneses terek jelentős szerepét a bolygóködökben Grigor Gurzadyan jósolta még az 1960-as években. Van egy olyan feltételezés is, hogy a bipoláris forma a detonációs front terjedéséből adódó lökéshullámok kölcsönhatása lehet a kialakuló fehér törpe felületén a héliumrétegben (például a Macskaszem, Homokóra, Hangya ködökben). ).

A bolygóködök tanulmányozásának aktuális kérdései

A bolygóködök tanulmányozásának egyik kihívása a távolságuk pontos meghatározása. Néhány közeli bolygóköd esetében mért tágulási parallaxis segítségével ki lehet számítani a távolságukat tőlünk: a több évvel ezelőtt készült nagyfelbontású felvételeken a köd a látóvonalra merőlegesen tágul, a Doppler-eltolódás spektroszkópiai elemzése pedig lehetővé teszi a tágulást. ráta a látóvonal mentén számítandó. A szögtágulás és a kapott tágulási sebesség összehasonlítása lehetővé teszi a ködtől való távolság kiszámítását.

A ködformák ilyen sokfélesége heves viták témája. Az általános vélekedés szerint ez a csillagtól különböző sebességgel távolodó anyagok közötti kölcsönhatások következménye lehet. Egyes csillagászok úgy vélik, hogy a kettős csillagrendszerek felelősek legalább a bolygóködök legbonyolultabb formáiért. A közelmúltban végzett vizsgálatok megerősítették, hogy több bolygóködben is erős mágneses mezők vannak jelen, amit már többször is felvetettek. Az ionizált gázzal való mágneses kölcsönhatások is szerepet játszhatnak egyesek alakjának meghatározásában.

Jelenleg két különböző módszer létezik a fémek detektálására a ködben, amelyek különböző típusú spektrumvonalakon alapulnak. Néha ez a két módszer teljesen eltérő eredményeket ad. Egyes csillagászok hajlamosak ezt a bolygóködön belüli gyenge hőmérséklet-ingadozásokkal magyarázni. Mások úgy vélik, hogy a megfigyelések közötti különbségek túl drámaiak ahhoz, hogy a hőmérsékleti hatásokkal magyarázzák. Nagyon kis mennyiségű hidrogént tartalmazó hideg csomók létezését feltételezik. Rögök azonban, amelyek jelenléte véleményük szerint magyarázatot adhatna a fémek mennyiségére vonatkozó becslések különbségére, soha nem figyeltek meg.

Ilyen például a szén, a nitrogén, az oxigén és a kalcium).

Az elmúlt években a Hubble Űrteleszkóp által készített felvételek segítségével sikerült kideríteni, hogy sok bolygóköd igen összetett és egyedi szerkezetű. Bár körülbelül egyötöde körkörös, a többségüknek nincs gömbszimmetriája. Azok a mechanizmusok, amelyek lehetővé teszik ilyen változatos formák kialakítását, a mai napig nem teljesen ismertek. Feltételezések szerint ebben nagy szerepe lehet a csillagszél és a kettős csillagok, a mágneses tér és a csillagközi közeg kölcsönhatásának.

Kutatástörténet

A bolygóködök többnyire halvány tárgyak, és általában nem láthatók szabad szemmel. Az első felfedezett bolygóköd a Súlyzóköd volt a Vulpecula csillagképben: Charles Messier, aki üstökösöket keresett, amikor 1764-ben ködkatalógusát (az égbolt megfigyelésekor az üstökösökhöz hasonló álló objektumok) összeállította, M27-es számmal katalógusozta. 1784-ben William Herschel, az Uránusz felfedezője katalógusa összeállításakor a ködök külön osztályaként azonosította őket ( osztályú ködök), és a „bolygóköd” kifejezést javasolta számukra, mivel látszólag hasonlítanak az Uránusz korongjához.

A planetáris ködök szokatlan természetét a 19. század közepén fedezték fel, amikor a spektroszkópia megfigyelésekben elkezdődött. William Huggins lett az első csillagász, aki bolygóködök spektrumát szerezte meg – olyan objektumokat, amelyek szokatlanságukkal tűntek ki:

E figyelemre méltó objektumok közül a legtitokzatosabbak azok, amelyek teleszkóposan nézve kerek vagy enyhén ovális korongoknak tűnnek. ...Zöldeskék színük is figyelemre méltó, egyedülálló csillagoknál rendkívül ritka. Ezenkívül ezekben a ködökben nincs jele a központi kondenzációnak. Ezen jellemzők alapján a bolygóködök élesen kiemelkednek, mint olyan objektumok, amelyek tulajdonságai teljesen eltérnek a Nap és az állócsillagok tulajdonságaitól. Ezen okok miatt és fényességük miatt is ezeket a ködöket választottam a legmegfelelőbbnek spektroszkópiai vizsgálatra.

A másik probléma a bolygóködök kémiai összetétele volt: a Huggins a standard spektrumokhoz képest képes volt azonosítani a nitrogén- és hidrogénvonalakat, de az 500,7 nm hullámhosszú vonalak közül a legfényesebb nem volt megfigyelhető az akkor ismert spektrumokban. kémiai elemek. Feltételezték, hogy ez a vonal egy ismeretlen elemnek felel meg. Előzetesen a köd nevet kapta – analógiával azzal az ötlettel, amely a hélium felfedezéséhez vezetett a Nap spektrális elemzése során 1868-ban.

Feltételezések egy új elem felfedezésével kapcsolatban nebulia nem erősítették meg. A 20. század elején Henry Russell feltételezte, hogy az 500,7 nm-es vonal nem egy új elemnek felel meg, hanem egy régi elemnek, ismeretlen körülmények között.

A termonukleáris reakciók újraindulása megakadályozza az atommag további összenyomódását. Az égő hélium hamarosan szénből és oxigénből álló inert magot hoz létre, amelyet égő héliumhéj veszi körül. A héliumot tartalmazó termonukleáris reakciók nagyon érzékenyek a hőmérsékletre. A reakciósebesség arányos a T40 értékkel, vagyis a hőmérséklet mindössze 2%-os növekedése a reakciósebesség megkétszereződéséhez vezet. Ez nagyon instabillá teszi a csillagot: a hőmérséklet kismértékű emelkedése a reakciók sebességének gyors növekedését okozza, növeli az energiafelszabadulást, ami viszont a hőmérséklet emelkedését okozza. Az égő hélium felső rétegei gyorsan tágulnak, a hőmérséklet csökken, és a reakció lelassul. Mindez erőteljes lüktetéseket okozhat, néha elég erős ahhoz, hogy a csillag légkörének jelentős részét a világűrbe lökje ki.

A kilökődő gáz táguló burkot képez a csillag szabadon álló magja körül. Ahogy a légkör egyre nagyobb része válik le a csillagról, egyre mélyebb és magasabb hőmérsékletű rétegek tárulnak fel. Amikor a megvilágított felület (a csillag fotoszférája) eléri a 30 000 K hőmérsékletet, a kibocsátott ultraibolya fotonok energiája elegendő lesz a kilökött anyag atomjainak ionizálásához, amitől az izzik. Így a felhő bolygóköddé válik.

Élettartam

A bolygóköd anyaga másodpercenként több tíz kilométeres sebességgel repül el a központi csillagtól. Ugyanakkor, ahogy az anyag kiáramlik, a központi csillag lehűl, és maradék energiát bocsát ki; A termonukleáris reakciók leállnak, mert a csillagnak már nincs elég tömege a szén és az oxigén olvasztásához szükséges hőmérséklet fenntartásához. Végül a csillag annyira lehűl, hogy már nem bocsát ki elegendő ultraibolya fényt a gáz külső héjának ionizálásához. A csillag fehér törpévé válik, a gázfelhő pedig újraegyesül, láthatatlanná válik. Egy tipikus planetáris köd esetében a kialakulástól a rekombinációig 10 000 év telik el.

Galaktikus Újrahasznosítók

A planetáris ködök jelentős szerepet játszanak a galaxisok evolúciójában. A korai Univerzum elsősorban hidrogénből és héliumból állt, amelyekből típusú csillagok. De idővel a termonukleáris fúzió eredményeként nehezebb elemek keletkeztek a csillagokban. Így a bolygóködök anyaga nagy szén-, nitrogén- és oxigéntartalmú, és ahogy kitágul és behatol a csillagközi térbe, ezekkel a nehéz elemekkel gazdagítja, amelyeket a csillagászok általában fémeknek neveznek.

A csillagközi anyagból létrejövő csillagok következő generációi nagyobb mennyiségű nehéz elemet fognak tartalmazni. Bár részesedésük a csillagok összetételében továbbra is jelentéktelen, jelenlétük jelentősen megváltoztatja az életciklust típusú csillagok(Lásd Csillagpopuláció).

Jellemzők

fizikai jellemzők

Egy tipikus bolygóköd átlagosan egy fényév kiterjedésű, és rendkívül ritka gázból áll, amelynek sűrűsége körülbelül 1000 részecske per cm³, ami elhanyagolható például a Föld légkörének sűrűségéhez képest, de körülbelül 10-100 szor nagyobb, mint a bolygóközi tér sűrűsége a Föld pályájának Naptól való távolságára. A fiatal bolygóködök sűrűsége a legnagyobb, néha eléri a 10 6 részecske per cm³ értéket. Ahogy a ködök öregszenek, tágulásuk miatt sűrűségük csökken.

A központi csillag sugárzása 10 000 körüli hőmérsékletre melegíti fel a gázokat. Paradox módon a gáz hőmérséklete gyakran növekszik a központi csillagtól való távolság növekedésével. Ez azért történik, mert minél több energiája van egy fotonnak, annál kevésbé valószínű, hogy elnyelődik. Ezért az alacsony energiájú fotonok a köd belső tartományaiban nyelődnek el, a fennmaradó nagy energiájú fotonok pedig a külső régiókban nyelődnek el, ami hőmérsékletük növekedését okozza.

A ködök feloszthatók anyagban szegényÉs sugárzásszegény. E terminológia szerint az első esetben a ködben nincs elég anyag ahhoz, hogy elnyelje a csillag által kibocsátott összes ultraibolya fotont. Ezért a látható köd teljesen ionizált. A második esetben a központi csillag nem bocsát ki elegendő ultraibolya fotont az összes környező gáz ionizálásához, és az ionizációs front átmegy a semleges csillagközi térbe.

Mivel a bolygóködben a gáz nagy része ionizált (azaz plazma), a mágneses mezők jelentős hatással vannak a szerkezetére, és olyan jelenségeket okoznak, mint a plazma filamentációja és instabilitása.

Mennyiség és megoszlás

Ma 200 milliárd csillagból álló galaxisunkban 1500 bolygóköd ismeretes. A csillagokhoz képest rövid élettartamuk az oka kis számuknak. Alapvetően mindegyik a Tejút síkjában fekszik, és többnyire a galaxis középpontja közelében koncentrálódik, és gyakorlatilag nem figyelhetők meg csillaghalmazokban.

A CCD-mátrixok fényképészeti film helyett a csillagászati ​​kutatásokban való alkalmazása jelentősen kibővítette az ismert planetáris ködök listáját.

Szerkezet

A legtöbb bolygóköd szimmetrikus és majdnem gömb alakú, ami nem akadályozza meg őket abban, hogy sok nagyon összetett alakjuk legyen. A planetáris ködök körülbelül 10%-a gyakorlatilag bipoláris, és csak kis részük aszimmetrikus. Még egy négyszögletes bolygóköd is ismert. Az alakzatok sokféleségének okait nem teljesen értjük, de úgy vélik, hogy a kettős rendszerekben a csillagok közötti gravitációs kölcsönhatások nagy szerepet játszhatnak. Egy másik változat szerint a létező bolygók megzavarják az anyag egyenletes terjedését a köd kialakulása során. 2005 januárjában amerikai csillagászok bejelentették két bolygóköd központi csillagai körüli mágneses mezők első észlelését, majd felvetették, hogy részben vagy egészben ők felelősek e ködök alakjának kialakításáért. A mágneses terek jelentős szerepét a bolygóködökben Grigor Gurzadyan jósolta még az 1960-as években. Van egy olyan feltételezés is, hogy a bipoláris alak a kialakuló fehér törpe felületén a héliumrétegben a detonációs front terjedéséből származó lökéshullámok kölcsönhatásából adódhat (például a Macskaszem, Homokóra ködökben, ez a tágulási sebességet a látóvonal mentén lehet majd kiszámítani A szögtágulás és a kapott tágulási sebesség összehasonlítása lehetővé teszi a köd távolságának kiszámítását.

A ködformák ilyen sokfélesége heves viták témája. Az általános vélekedés szerint ez a csillagtól különböző sebességgel távolodó anyagok közötti kölcsönhatások következménye lehet. Egyes csillagászok úgy vélik, hogy a kettős csillagrendszerek felelősek legalább a bolygóködök legbonyolultabb formáiért. A közelmúltban végzett vizsgálatok megerősítették, hogy több bolygóködben is erős mágneses mezők vannak jelen, amit már többször is felvetettek. Az ionizált gázzal való mágneses kölcsönhatások is szerepet játszhatnak egyesek alakjának meghatározásában.

Jelenleg két különböző módszer létezik a fémek detektálására a ködben, amelyek különböző típusú spektrumvonalakon alapulnak. Néha ez a két módszer teljesen eltérő eredményeket ad. Egyes csillagászok hajlamosak ezt a bolygóködön belüli gyenge hőmérséklet-ingadozásokkal magyarázni. Mások úgy vélik, hogy a megfigyelések közötti különbségek túl drámaiak ahhoz, hogy a hőmérsékleti hatásokkal magyarázzák. Nagyon kis mennyiségű hidrogént tartalmazó hideg csomók létezését feltételezik. Rögök azonban, amelyek jelenléte véleményük szerint magyarázatot adhatna a fémek mennyiségére vonatkozó becslések különbségére, soha nem figyeltek meg.

Bolygóködök fizikája. - M.: Nauka, 1982.

Amikor egy csillag, mint a mi Napunk, elégeti nukleáris tüzelőanyagának nagy részét, magja zsugorodni és felmelegedni kezd, és elveszíti külső rétegeit. Egy idő után ennek a „csonknak” a maradványait „kifelé lövik”, aminek következtében a csillag körül táguló héj képződik. Ez a kilökődött anyag a forró "mag" ultraibolya sugárzásának hatására újra kisugárzott fénnyel kezd világítani, láthatóvá téve hatalmas lángoló felhőket - egy bolygóködöt, amely egy óriási kozmikus medúzára emlékeztet. Mindezt a szépséget viszonylag rövid ideig figyelhetjük meg – mindössze néhány ezer éven keresztül egy tipikus csillag körülbelül 10 milliárd éves élettartamából. A csillagok körülbelül négyötöde így fejezi be életét, és bizarr, izzó gázformákat hagy maga után, amelyek lassan feloldódnak az örök kozmikus éjszakában. A „bolygóköd” elnevezés az elmúlt évszázadok csillagászaitól származik, akik számára ezek a felhők bolygókra emlékeztettek. Valójában persze semmi közük a bolygókhoz.

Több ezer évvel ezelőtt hatalmas kozmikus robbanás történt Galaxisunkban. A robbanás által keltett fénysugárzás 1054-ben érte el a Földet.

Kínai és japán asztrológusok idén felfigyeltek egy szokatlanul fényes csillag kitörésére a Bika csillagképben. Kezdetben a csillag a Vénuszhoz hasonlóan még nappal is látható volt, de 23 nap elteltével annyira lecsökkent a fényessége, hogy nappal már nem volt látható, majd körülbelül egy év múlva „eltűnt” az égről.

Jóval később, a 18. században a franciák. C. Messier csillagász felhívta a figyelmet a köd szokatlan megjelenésére a Bika csillagképben, és ezért az első helyre helyezte a ködök és csillaghalmazok katalógusában (M1, N 1 köd a Messier-katalógusban).

A köd szálas szerkezetű, megjelenésében egy rákkaromra hasonlít, innen ered a neve is. A Rák-köd helyzete megfelel az 1054-es szupernóva helyzetének. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy nagy biztonsággal higgyük, hogy egy szupernóva-robbanás eredményeként keletkezett, amelyet több mint 900 évvel ezelőtt észleltek.

Ez egy NGC 6543 nevű bolygóköd fényképe a katalógusban, de nem hivatalos neve „Cat's Eye”. A képet a Hubble Űrteleszkóp készítette. A csillagászok számításai szerint a csillag felszínéről 1500 éves időközönként kilökődött anyag. A robbanássorozat eredményeként pedig több koncentrikus gáz- és porhéj keletkezett a haldokló csillag magja körül. A csillagászok még nem tudják megmagyarázni e robbanások ciklikus természetét, és hipotézisként terjesztik elő a csillag lüktetését, mágneses aktivitásának ciklikus jellegét és a szomszédos csillag (vagy csillagok) befolyását, amelyek a felrobbanó csillag körül keringenek.

Körülbelül 1000 évvel ezelőtt a csillag felszínéről az anyag kilökődésének természete – máig ismeretlen okból – megváltozott, és a porhéjak belsejében „macskaszem” kezdett kialakulni. Bővítésének folyamata most zajlik, és ezt a Hubble-teleszkóp 1994-ben, 1997-ben, 2000-ben és 2002-ben készült felvételei is megerősítik.

A kép különböző hullámhosszakon készült képek összessége. A színek különböző gázokat jelölnek: a piros a hidrogént, a kék az oxigént, a zöld pedig a nitrogént.

A speciális képfeldolgozás lehetővé tette, hogy a bolygóköd körül hatalmas, de nagyon halvány, körülbelül három fényév átmérőjű gáznemű halogén táruljon fel. A kép a Kanári-szigeteken található Northern Optical Telescope által nyert adatok összeállításán alapul. A nitrogénatomok emissziós tartományai pirossal, az oxigénkibocsátás régiói pedig zöld és kék árnyalatokkal jelennek meg.

Kifejezősége miatt az újságírók ezt a ködöt „Isten szemének” nevezték. A végső kép kék, zöld és piros szűrőkkel készült fényképekből áll. A csillagászok szerint ennek a korongnak a kora körülbelül 12 ezer év. Fotogén természete és a Földhöz való közelsége (700 fényév) ellenére az NGC 729-et először csak 1824-ben fedezték fel.

Ezt a két ködöt M27 (balra) és M76 néven katalógusba sorolták, népszerű nevük Súlyzó és Kis Súlyzó. Az ok, hogy miért kaptak ilyen neveket, bonyolult okfejtés nélkül egyértelmű: hasonló formájúak, súlyzóra vagy homokórára emlékeztetnek. Hasonló méretűek, átmérőjük körülbelül egy fényév. A képek azonos léptékben jelennek meg, így a látszólagos méretkülönbség abból adódik, hogy az egyik köd közelebb van hozzánk. A becsült távolság 1200 fényév a Súlyzó esetében, és több mint 3000 fényév a Little Dumbbell esetében. Ezek a mély hamis színű képek, amelyek keskeny sávú szűrőkkel készültek, amelyek kiemelik a kozmikus felhők hidrogén-, nitrogén- és oxigénatomjainak kibocsátását, felfedik az M27 és M76 elképesztően összetett szerkezetét.

Az NGC 3132, egy szokatlan és gyönyörű bolygóköd közepén egy kettős csillag található. Ez a köd, amelyet Nyolc Fáklyás Ködnek vagy Déli Gyűrűködnek is neveznek, eredetét nem egy fényes csillagnak, hanem egy halvány csillagnak köszönheti. Az izzó gáz forrása a Napunkhoz hasonló csillag külső rétegei. A képen látható bináris rendszer körüli forró kék izzás energiája a halvány csillag felszínén fellépő magas hőmérsékletből származik. A bolygóköd kezdetben szokatlan szimmetrikus alakja miatt vált a kutatás tárgyává. Később felkeltette a figyelmet, amikor kiderült, hogy aszimmetrikus részletei vannak. Sem a hűtőburok furcsa alakját, sem az NGC 3132 ködöt keresztező hideg porsávok szerkezetét és eredetét még nem magyarázták meg.

A bolygó Vörös Pók-köd azt az összetett szerkezetet mutatja be, amelyet egy normál csillagból kilökődő gázok létrehozhatnak, amikor fehér törpévé alakulnak. A hivatalosan NGC 6537-nek nevezett bolygóköd két szimmetrikusan áthatoló szerkezetből áll, és az egyik legforróbb ismert fehér törpét tartalmazza, amely valószínűleg egy kettős csillagrendszer része. A rendszer közepén lévő csillagokból áramló belső szelek sebessége a mérések szerint meghaladja az 1000 kilométer per másodpercet. Ezek a szelek a köd kitágulását és forró gáz- és porhullámok ütközését okozzák. A Vörös Pók-köd a Nyilas csillagképben található. A távolság pontosan nem ismert, de egyes becslések szerint körülbelül 4000 fényév.

Az NGC 6751 színes összetett képe egy összetett szerkezetű, klasszikus planetáris köd gyönyörű példája. 2000 áprilisában választották ki a Hubble-teleszkóp pályára állításának tizedik évfordulója alkalmából. A színek a gáz relatív hőmérsékletét jelzik – a kékről a narancssárgáról a pirosra való átállás azt jelenti, hogy a gáz hőmérséklete a legmelegebbről a leghidegebbre változik. A rendkívül forró központi csillag (140 ezer Celsius-fok) széle és sugárzása folyamszerű vonásokkal rendelkező ködszerkezetet hozott létre. A köd átmérője körülbelül 0,8 fényév, ami körülbelül 600-szor akkora, mint a mi Naprendszerünk mérete. Az NGC 6751 6500 fényévnyire található az Aquila csillagképben.

Az NGC 7635 katalógusaként ismertebb, egyszerűen Buborék-ködként. Ennek a színes teleszkópos képnek a létrehozásához hosszú expozíciót készítettek a hidrogénvonalon áthaladó szűrővel, amely részleteket tár fel a kozmikus buborék szerkezetéről és környezetéről. A köd 11 ezer fényévnyire található a Cassiopeia csillagképben.

Találóan Koponya-ködnek nevezett NGC 246 bolygóköd egy haldokló csillagot vesz körül, amely körülbelül 1600 fényévnyire fekszik a Cetus csillagképben. Ezen a képen a csillag és a köd gyors mozgása felfelé irányul, így a köd felső széle világosabb. Az NGC 246 távolságában ez az éles kép több mint 2,5 fényév átmérőjű területet ölel fel. Távoli galaxisokat is mutat, amelyek közül néhány az alján lévő ködön keresztül látható.

Az új Spitzer Űrteleszkóp által az NGC 246 bolygóköd felé készített infravörös felvételek valami eddig soha nem látott dolgot tártak fel: egy haldokló csillagból kilökődő anyagcsomós gyűrűt. Ennek a szörnyű „fánknak” az összetétele és keletkezésének története még mindig rejtély, de a tudósok remélik, hogy hamarosan megoldják.

Az NGC 2818 az NGC 2818A nyílt csillaghalmazban található, amely körülbelül 10 ezer fényévnyire található az Iránytű déli csillagképében. A nyílt csillaghalmazok jellemzően néhány százmillió éven belül szétesnek, ennek a halmaznak kivételesen öregnek kell lennie ahhoz, hogy az egyik alkotócsillag egy bolygóköd állapotává váljon. Ha az NGC 2818 bolygóköd ugyanolyan távolságra van, mint a csillaghalmaz, akkor az átmérője körülbelül 4 fényév. A képet a Hubble Űrteleszkóp keskeny sávú szűrőkkel készített felvételeiből állították össze. A nitrogén-, hidrogén- és oxigénatomok kibocsátása piros, zöld és kék színnel látható.

Villogó köd. Annyira homályos, hogy a kis teleszkópokban folyamatosan eltűnik a szem elől. A csillagászok még mindig nem ismerik az objektum szélein lévő vörös zárványok természetét.

Bumeráng-köd. Ez a "fiatal" képződmény, amely mindössze 5000 fényévnyire van a Földtől, még mindig kialakulási szakaszában van.

Eszkimó köd. Valójában a központban két gáz- és porfelhő található, amelyek közül csak az egyik „néz” a Földre, a másikat takarja.

Gomez hamburgere. A közepén lévő fekete csíkot a por hozza létre, amely eltakarja a ködöt létrehozó csillagot.

Homokóra. Társaihoz képest a köd nagyon kicsi - mindössze 0,3 fényév átmérőjű. Középen valami nagyon hasonlít a szemhez.

Rothadt tojás-köd. A csillagászok kén és valószínűleg hidrogén-szulfid jelenlétét fedezték fel ebben a ködben, amely felelős a romlott termék szagáért.

Déli Rák-köd. A szokatlan forma annak a ténynek köszönhető, hogy két csillag kölcsönhatásba lép a központban.

Gyűrűs köd. Ez a több mint 200 éve felfedezett köd 2000 fényévnyire található a Földtől.

Retina. Ez a köd oldalnézete, de valójában fánk alakú. A fényes csíkok por- és gázfelhők, amelyeket egy haldokló csillag bocsát ki.

Spirográf-köd. Nevét egy gyermekjátékról kapta, amely lehetővé teszi szokatlan körkörös minták rajzolását. Ebben az esetben a mintákat a csillag által kibocsátott részecskefolyamok hozzák létre.

A Pillangó-köd (NGC 6302) az egyik legfényesebb és legszokatlanabb köd. 4000 fényévnyire található a Skorpió csillagkép irányában. Középpontjában egy szuperforró haldokló csillag található, amelyet „jégeső” felhő veszi körül. Ennek a zűrzavarnak a középpontjában az általunk ismert egyik legforróbb sztár áll. Óriási, körülbelül 250 000 Celsius fokos hőmérséklete miatt a csillag spektruma az ultraibolya tartományban a legfényesebb. A központi csillagot körülvevő sűrű, sötét gyűrű hatalmas portömeget tartalmaz, és rejtély a tudósok számára. Feltételezik, hogy a Pillangó-köd körülbelül 10 000 évvel ezelőtt keletkezett, de nem ismert, hogyan keletkezett, és mennyi ideig bírta a porgyűrű, ha egy ilyen forró csillag elpárolog.

Az NGC 2346 egy bolygóköd, amely körülbelül 2000 fényévnyire található. Ez egy kettős csillagrendszer. Ez a bináris rendszer két csillagot tartalmaz, amelyek 16 naponta keringenek egymás körül. A köd kialakulásának története évmilliókkal ezelőtt kezdődött, amikor a két csillag távolabb volt egymástól. A nagyobb tömegű csillag tágulni kezdett, amíg érintkezésbe nem került a kettősrendszer második csillagával, ami miatt közeledtek egymáshoz és gázgyűrűket löktek ki. Később a vörös óriáscsillag forró gázbuborékok formájában hullatja le a héját, feltárva magját.

Szappanbuborék-köd. Az ilyen szabályos alakú bolygóköd rendkívül ritka.

Bár az AE Auriga-t Lángoló Csillagnak, a környező IC 405-öt pedig Lángoló Csillag-ködnek hívják, és úgy tűnik, mintha vöröses füst borítja, ott nincs tűz. A füstszerű anyag többnyire csillagközi hidrogén, a felhőkben szénben gazdag porrészecskék füstszerű sötét szálai találhatók. A Lángoló Csillag-köd körülbelül 1500 fényévnyire található. Körülbelül 5 fényév átmérőjű, és egy kis teleszkópon keresztül látható az Auriga csillagképben.

A Sas-köd körülbelül 7000 fényévnyire található a Földtől a Kígyók csillagképben, és csillagászok fedezték fel még a 18. században.

A fiatal M16 csillaghalmazt kozmikus porból és izzó gázból álló szülőfelhők veszik körül a Sas-ködben. A lenyűgözően részletes fotó azokat a fantasztikus formákat örökíti meg, amelyek a róla elnevezett távcsőről készült fotóról ismertek. Hubble ebből a csillagképző régióból. A közepén emelkedő sűrű poroszlopokat elefánttörzseknek vagy a Teremtés Oszlopainak nevezik. Kiterjedtségük több fényév. Az oszlopok gravitációsan összenyomódnak, és csillagok képződnek bennük. A halmazcsillagok energetikai sugárzása tönkreteszi az oszlopok végén lévő anyagot, szabaddá téve benne az új csillagokat. A köd bal felső szélén egy másik csillagkeletkezési oszlop, a Tündérsas-köd látható. Az M16 és a Sas-köd ~7000 fényévre van. Ezeket az objektumokat távcsővel vagy kis távcsővel könnyen megtalálhatjuk a ködben gazdag Kígyók csillagképben, vagy inkább annak farka közelében.

Ez a kép, amelyet a Hubble Űrteleszkóp készített 1995-ben, párolgó gázgömböket mutat, amelyek hidrogén- és poroszlopokból emelkednek ki. A több fényév hosszúságú óriási oszlopok olyan sűrűek, hogy a benne lévő gázt saját gravitációja összenyomja, így csillagok keletkeznek. Az egyes oszlopok végén lévő fényes, fiatal csillagok erőteljes sugárzása elpárologtatja a vékony anyagot, és sűrű, elpárolgó gázgömbökből álló csillagkertet tár fel.

A Hubble Űrteleszkóp által készített képen a Stingray köd (hivatalosan Henize 1357) látható, az eddig ismert legfiatalabb bolygóköd, amelyet azért kaptak így, mert alakja az azonos nevű tengeri állatra, vagy más szóval egy rájára emlékeztet , tengeri macska. Alig huszonöt évvel ezelőtt még nem volt semmi figyelemre méltó ezen a helyen, mivel a köd kellős közepén lévő haldokló csillagot körülvevő gáz még nem volt elég forró ahhoz, hogy az optikai tartományban világítson.

A Stingray-köd kora (ahogyan most látjuk) csak egy csattanó a sziderikus órán, mivel az elmúlt 25 évben elegendő felmelegedés történt az izzáshoz, miközben a csillagok tipikus élettartama milliós és milliárdos. A látható bolygóköd százéves fennállása érdekességgé, egynapos pillangóvá teszi, és megmagyarázza, miért nem találtak még fiatalabb bolygóködöt.

A Stingray köd mérete egytizede a legnagyobb bolygóköd méretének, tőlünk 18 ezer fényévnyi távolságra van, és a déli féltekén található Oltár (más néven Oltár) csillagkép irányában található. ). Ennek a ködnek a kis szögmérete miatt a Hubble-repülésig, amely 1993-ban kezdte meg megfigyeléseit (ez a fénykép maga 1997-ben készült), semmi részlet nem volt észlelhető, de most már megfelelően tanulmányozható a köd szerkezete.