Жизнь - это не ряд симметрично расположенных светильников, жизнь - это сияющий ореол, полупрозрачная оболочка, окружающая нас с момента зарождения нашего сознания до его исчезновения.
љ Вирджиния Вулф
Весь космос уставлен тарелками с изысканными вкусностями. Детсадовцам-планетам и их воспитательницам-звездам необходимо чем-то питаться - еще бы, они так быстро развиваются, движутся и растут. Поэтому на этих вытянутых блюдцах лежат куски светлого и темного мяса, состоящего из газа и пыли. Волокна этого продукта окутывают планеты, звезды и пространство между ними, доставляя необыкновенное наслаждение от их вкушения. Тонкие светящиеся полосы вещества вьются вокруг вкусовых сосочков-кратеров, давая силы и энергию.
Итак, сегодня мы поговорим о туманностях.
Туманность - это участок межпланетного пространства, который отличается своим поглощением или излучением на фоне остального космоса. По признаку поглощения, излучения или рассеивания света туманности делятся на светлые и темные. Кусочки белого волокнистого мяса (светлые туманности) излучают и рассеивают вокруг себя излучение близлежащих звезд. Темные же кусочки (темные туманности) отличаются поглощением этого излучения. Светлые туманности подсвечиваются звездами, и потому имеют более светлый цвет, темные же, наоборот, этот свет поглощают и кажутся темнее на фоне светлых.
Туманности не стоит делить на газовые и пылевые, т. к. оба этих вида содержат и пыль, и газ в различных соотношениях. Пыль имеет свойство к поглощению излучения, поэтому туманности с большим процентным содержанием пыли будут темными. Газ же, наоборот, излучение отражает и рассеивает, поэтому туманности с большим процентным содержанием газа будут светлыми. Отражают газ излучение и свет горячей звезды, по уши залезшей в тарелку с мясом, но и сам по себе газ способен к излучению при его ионизации (получение веществом электрического заряда). Это - эмиссионные (обладающие зарядом) области H II вокруг звездных ассоциаций, которые называют планетными туманностями при ультрафиолетовом излучении их звезд. Другой же способ ионизации газа происходит при нагреве межзвездной среды в следствие взрыва сверхновой звезды типа Вольфа-Райе (тип звезд, для которых характерны очень высокие температура и светимость) при образовании ударной волны.
Туманности всегда вытянуты и имеют волокнистую структуру за счет существования в них магнитных полей, которые препятствуют перпендикулярному силовым линиям распространению вещества в туманности и приводят к формированию ряда магнитодинамических неустойчивостей. А пылевой компонент туманности связан с ее магнитным полем по причине ионизации, т. е. обладания зарядом, частиц пыли.
Туманности классифицируются на 4 типа: темные туманности; туманности, ионизированные излучением; отражательные туманности и туманности, созданные ударными волнами. Из них к светлым туманностям относятся все, кроме, что логично, темных. Давайте рассмотрим их поподробней
Кусочки темно-красного мяса представляют из себя плотные молекулярные облака межзвездного газа. Они непрозрачны из-за поглощения излучения межзвездной пылью. Т. е. темные туманности состоят преимущественно из пыли. Обычно они выделяются на фоне белых скатертей светлых туманностей, но иногда их можно увидеть на фоне нашего с вами Млечного пути. Их изучают при наблюдении молекулярных радиолиний и по инфракрасному изучению пыли. В полупрозрачных областях туманностей хорошо заметна их волокнистая структура.
Туманности, ионизированные излучением, представляют из себя участки межзвездного газа, ионизированного (имеющего большой запас электрического заряда) звездами и другими излучательными источниками, носят название туманностей, ионизированных излучением. Поскольку состоят они из газа, то являются отражательными туманностями. Они наиболее распространены и изучены по сравнению с другими туманностями за счет областей ионизированного водорода зоны H II. В этих зонах практически все вещество ионизировано и разогрето ультрафиолетовым излучением внутрилежащих звезд до температуры порядка 10 000 К. Еще к одой области ионизированного газа в таких туманностях относится зона ионизированного углерода C II. Эти зоны обычно расположены вокруг зон H II в областях нейтрального водорода H I. Ионизированные излучением туманности также возникают вокруг источником мощного рентгеновского излучения.
Разновидностью эмиссионных туманностей (ионизированных туманностей) являются планетные туманности. Они образованы верхними истекающими слоями звезд. Это кусочечки мяса, сброшенные звездами-гигантами, их оболочка. Не все планетные туманности имеют форму диска. Часто они представляют собой вытянутые вдоль какого-то направления кольца и называются биполярными туманностями. Их структура включает в себя тонкие нити, спирали и мелкие глобулы (газопылевые облака с рекордно низкими для космоса температурами). Скорость расширения планетарных туманностей - 20-40 км/с, диаметр - 0,01-0,1 пк, типичная масса - около 0,1 M⊙, время жизни - около 10 тыс. лет.
Отражательные туманности являются кусочками светлого мяса, чье процентное содержание газа выше. Они подсвечиваются близлежащими звездами и также имеют волокнистую структуру. Если гриль звезды, на поверхности которого расположены эти кусочки, недостаточно горяч, чтобы ионизировать вокруг себя достаточное количество межзвездного водорода, то основным источником оптического (видимого) излучения туманности становится отражаемый ей свет. Ведь, как мы помним, газ излучение отражает, а не поглощает, а свет - это в т. ч. излучение. Большинство известных отражательных кусочков белого мяса расположены вблизи диска Млечного пути. Это облака (часто молекулярные) с различными плотностью, массой, размерами и формами. Их поверхностное излучение очень низкое, поэтому они сложны для изучения. Поэтому на изображениях галактик они порождают плесень из несуществующих деталей - хвостов, перемычек и т. д.
Некоторые отражательные туманности мечтали стать не длинным кусочком светлого мяса, а кометой. Такие отражательные туманности называются кометными. В "голове" такой "кометы" обычно расположена переменная звезда типа Т Тельца (звезды с переменностью в оптическом диапазоне, при излучении подмигивающие ученым). Переменность излучения таких туманностей зависит от переменного же излучения звезды в "голове". Эти "кометы", поскольку являются лишь плохо реализованной заветной мечтой, обычно малы в размерах, которые составляют лишь сотые доли парсека.
Очень редко нереализованные мечты становятся т. н. световым эхо. Это слабая туманность, которая была подсвечена взрывом сверхновой звезды и расширяющаяся во все стороны со скоростью света. Этот процесс обладает минимальным временем существования в масштабах Вселенной - всего несколько лет.
Белое мясо отражательных туманностей опутывает вкусовые рецепторы лежащих внутри них звезд и планет тонкими волокнами (меньшими, чем волокна темных туманностей). Их толщина составляет от нескольких сотен до нескольких тысячных парсека. Волокна пыли и газа раздвигают линии магнитного поля и встраиваются между ними тонкими линиями.
Последний вид туманностей - это кусочки мяса, вырезанные из ударных волн. Они обычно долго не лежат на тарелке и быстро съедаются благодаря исчерпанию кинетической энергии (мера движения материальных точек) движущегося газа. Источником возникновения этого азу из светлого мяса точечны - это взрывы сверхновых и новых звезд. Они создают ударные волны, благодаря которым такие туманности имеют сферическую форму и постоянно расширяются со скоростью в несколько сотен тысяч км/ч. Температура за фронтом ударной волны может достигать нескольких сотен миллионов и даже миллиардов градусов. При таких температурах газ излучает в основном в рентгеновском диапазоне. В оптическом же диапазоне он светится очень слабо. Встречаясь с неоднородностью межзвездной среды газ огибает уплотнения. Внутри них распространяется более медленная ударная волна. Она же и несет эти уплотнения в сторону увеличения куска белого мяса, но с меньшей скоростью. В результате их волокна становятся очень яркими в оптическом диапазоне.
Туманности, созданные ударными волнами, делятся на 4 вида: остатки сверхновых звезд, туманности вокруг звезд Вольфа-Райе, туманности вокруг О-звезд и туманности в областях звездообразования.
Остатки вспышек сверхновых звезд являются наиболее яркими из туманностей, созданных ударной волной. Они играют очень важную роль в формировании межзвездного газа. Помимо описанных выше общих свойств, для таких туманностей характерно нетепловое радиоизлучение. Эти туманности малы, слабы и недолговечны.
Туманности вокруг звезд типа Вольфа-Райе создаются от их звездного ветра (процесс истечения вещества из звезд в межзвездное пространство). Эти звёзды характеризуются очень мощным межзвездным ветром потоком массы порядка 105 M⊙ год и со скоростью истечения 1⋅103-3⋅103 км/с. Они создают туманности размером в несколько парсек с яркими волокнами на границе астросферы такой звёзды. Эти туманности так же излучают в тепловом радиодиапазоне, в отличие от туманностей вокруг сверхновых звезд. Время жизни таких туманностей близко к 105 лет.
Туманности вокруг О-звезд (наиболее ярких и горячих звезд с мощным звездным ветром) аналогичны. В отличие от туманностей вокруг звезд Вольфа-Райе они обладают меньшей яркостью, большими размерами и большей продолжительностью жизни.
В областях межзвездной среды, где происходит процесс звездообразования, возникают ударные волны меньшей силы и скорости. Благодаря этому газ разогревается до нескольких сотен тысяч градусов, происходит частичное разрушение молекул и нагрев пыли. Эти вытянутые светлые кусочки мяса излучают в основном в рентгеновском диапазоне.
У автора этой статьи сейчас вместо мозгов - туманность из хаотичных волокон газа и пыли. Или вместо серого и белого веществ - кусок мяса, который пульсирует и больше не думает думать. А у вас, уважаемые читатели? Давайте же отдохнем и отложим изучение космоса до следующих статей. До встречи!