سحابی سر اسب (نام رسمی آن بارنارد 33 است) یکی از مشهورترین اجرام در آسمان است. در تصاویر گرفته شده حتی با استفاده از تلسکوپ های آماتور، بسیار چشمگیر به نظر می رسد. این شی چیست و آیا همیشه در عکس های معمول در محدوده نوری شبیه است؟
جایی که اسب فضایی زندگی می کند
سحابی سر اسب در صورت فلکی شکارچی - منطقه ای از آسمان غنی از اجرام جالب - درست زیر ستاره درخشان Alnitak (ستاره سمت چپ کمربند شکارچی) واقع شده است. فاصله تا آن تقریباً 1600 سال نوری (حدود 490 پارسک) است. خیلی دور نیست؛ طبق استانداردهای کهکشانی، او همسایه ماست.
با این حال، مشاهده آن با تلسکوپ های آماتور آسان نیست، اگرچه می توان از آن عکس گرفت، به خصوص اگر فیلتر خاصی را روی عدسی قرار دهید که تنها یکی از باندهای طیفی نور ساطع شده توسط هیدروژن یونیزه شده را منتقل می کند.. واقعیت این است که بارنارد 33 در پس زمینه یک سحابی دیگر برای ما قابل مشاهده است - سحابی انتشاری که دقیقاً در این باند تابش می کند.طیف با اعمال این فیلتر، عکس سر اسب به این شکل است (پایین را ببینید).
بیرون آمدن از ابر
اگر به عکس سحابی با دقت نگاه کنید، می بینید که به نظر می رسد از یک ابر تاریک غول پیکر که توسط ستارگان روشن شده است بیرون آمده است. این منظره باشکوه می تواند انسان را شوکه و مجذوب کند، به خصوص اگر به یاد داشته باشید که "گردن" و "سر" اسب فضایی منطقه ای از فضا به قطر حدود 3.5 سال نوری را اشغال می کند.
سازمان عظیمی که آنها بخش کوچکی از آن هستند، به نوبه خود فقط عنصری از ساختاری حتی بزرگتر به طول صدها سال نوری است. این ساختار شامل ابرهای بزرگ بین ستاره‌ای غبار و گاز، سحابی‌های پراکنده درخشان، گلبول‌های تاریک - ابرهای جدا شده از گاز و غبار، ستاره‌های جوان و در حال شکل‌گیری است. کل این مجموعه "ابر مولکولی شکارچی" نامیده می شود.
Nature of the Dark Horsehead Nebula
اصطلاح "تاریک" به این معنی است که نور را جذب می کند، اما خود آن را ساطع نمی کند یا پراکنده نمی کند، و فقط در محدوده نوری قابل مشاهده است زیرا شبح آن از نور سحابی انتشار IC 434 در پشت آن محافظت می کند.
چنین اجرامی نسبتاً متراکم هستند (بر اساس استانداردهای بین ستاره ای)، ابرهای بسیار طولانی از گاز و غبار. آنها با مرزهای بسیار نامنظم و نامشخص مشخص می شوند و اغلب دارای اشکال پیچیده نامنظم هستند.
این ابرهاسرد، دمای آنها از چند ده، گاهی حتی واحد، کلوین تجاوز نمی کند. گاز به شکل مولکولی در آنجا وجود دارد و غبار بین ستاره ای نیز وجود دارد - ذرات جامد تا اندازه 0.2 میکرون. جرم غبار حدود 1% جرم گاز است. غلظت یک ماده در چنین ابر مولکولی می تواند از 10-4 تا 10-6 ذره در هر سانتی متر مکعب باشد.
بزرگترین ابرها را می توان با چشم غیرمسلح دید، مانند گونی زغال سنگ در صورت فلکی صلیب جنوبی یا گودال بزرگ در صورت فلکی ماکیان.
پرتره مادون قرمز
توسعه نجوم تمام موجی امکان دیدن جهان را در گسترده ترین طیف تظاهرات آن فراهم کرد. از این گذشته، اشیاء فیزیکی نه تنها در محدوده نوری قادر به تابش هستند. علاوه بر این، این محدوده فرکانسی - تنها محدوده ای که برای درک مستقیم ما در دسترس است - بسیار باریک است و تنها بخش کوچکی از تمام تابش های فضا را تشکیل می دهد.
پرتوهای مادون قرمز می توانند چیزهای زیادی در مورد اجرام فضایی مختلف بگویند. بنابراین، در مطالعه ابرهای مولکولی، آنها اکنون ابزاری ضروری هستند. ابر با جذب نور فرکانس‌های نوری، ناگزیر آن را در ناحیه مادون قرمز طیف بازتاب می‌کند و این تابش اطلاعاتی در مورد ساختار سحابی و فرآیندهایی که در آن اتفاق می‌افتد را منتقل می‌کند. گرد و غبار مانعی در برابر این پرتوها نیست.
در سال 2013، با کمک تلسکوپ فضایی. هابل یکی از قابل توجه ترین تصاویر از سحابی سر اسب را ثبت کرد. عکس گرفته شده در طول موج 1.1 میکرومتر (پوشش آبی) و 1.6 میکرومتر(رنگ نارنجی)؛ شمال سمت چپ اما او دیگر شبیه اسب نیست.
داخل چیست؟
به نظر می رسد تصاویر مادون قرمز پرده گرد و غبار را از سحابی حذف می کنند، در نتیجه ساختار ابر بارنارد 33 قابل مشاهده می شود. پویایی مناطق بیرونی آن کاملاً قابل مشاهده است: خروج گاز تحت تأثیر وجود دارد. تابش سخت از ستارگان داغ جوان. یکی از این نورها در بالای ابر قرار دارد.
فروپاشی ابر نیز به دلیل تشعشعات یونیزان از سحابی گسیلی IC 434 است. اکنون با نگاهی به تصویر نوری، درخشش اطراف لبه بارنارد 33 قابل توجه است - جبهه یونیزاسیون، جایی که فوتون های پرانرژی با یکدیگر برخورد می کنند. لایه های بیرونی ابر همه این تشعشعات، گاز را یونیزه می کنند، به معنای واقعی کلمه آن را "منفجر" می کنند. با شتاب در یک میدان مغناطیسی قوی، ابر را ترک می کند. بنابراین، سر اسب به تدریج در حال ذوب شدن است و در چند میلیون سال دیگر به طور کامل ناپدید می شود.
تصویر مادون قرمز با طول موج بلند ساختار متفاوتی را در داخل سحابی نشان می دهد: یک قوس گازی به وضوح در جایی که ما شبح آشنای یک اسب را در اپتیک می بینیم قابل مشاهده است.
شیمی ابر گاز و غبار
از آنجایی که سحابی های تاریک بسیار سرد هستند، تشعشعات خود آنها بر روی قسمت طول موج بلند طیف می تابید. بنابراین، ترکیب شیمیایی چنین ابرهایی با تجزیه و تحلیل قله های طیف های مایکروویو و رادیویی - به اصطلاح امضاها، امضاهای طیفی مولکول های خاص - مطالعه می شود. تشعشعات مادون قرمز از غبار نیز در حال بررسی است.
جزء اصلی هر سحابی، البته، هیدروژن است - حدود 70٪ آن. هلیوم - تقریباً 28٪؛ بقیه توسط مواد دیگر به حساب می آیند. لازم به ذکر است که غلظت آنها در سحابی های مختلف ممکن است متفاوت باشد. نشانه هایی از آب، مونوکسید کربن، آمونیاک، سیانید هیدروژن، کربن خنثی، و سایر مواد مشترک در ابرهای بین ستاره ای در طیف سر اسب یافت شد. همچنین ترکیبات آلی وجود دارد: اتانول، فرمالدئید، اسید فرمیک. با این حال، یک خط ناشناس نیز وجود داشت.
در سال 2012، گزارش شد که مولکول مسئول این امضای مرموز بالاخره پیدا شده است. معلوم شد که این یک ترکیب هیدروکربنی ساده C3H+ است. جالب است که در شرایط زمینی، چنین یون مولکولی پایدار نخواهد بود، اما در سحابی بین ستاره‌ای، جایی که ماده بسیار کمیاب است، هیچ چیز مانع از وجود آن نمی‌شود.
مهد کودک ستاره
ابرهای مولکولی سرد و متراکم منبع شکل گیری ستاره ها، مهد ستارگان و منظومه های سیاره ای آینده هستند. در نظریه تشکیل ستاره، برخی از جزئیات این فرآیند هنوز نامشخص است. اما حقیقت وجود اجرام پیش ستاره ای در مراحل مختلف رشد در سحابی های تاریک و همچنین ستارگان بسیار جوان با استفاده از مقدار زیادی داده های رصدی ثابت شده است.
سر اسب در صورت فلکی شکارچی نیز از این قاعده مستثنی نیست. به طور کلی، کل ابر مولکولی غول پیکر شکارچی با یک فعال مشخص می شودتشکیل ستاره و در نواحی متراکم بارنارد 33، فرآیند تولد ستارگان در جریان است.به عنوان مثال، یک جسم درخشان تقریباً در "تاج" خود یک نور جوان است که هنوز "مهد کودک" غبار و گاز خود را ترک نکرده است. اجرام مشابهی در ناحیه ای که سحابی به ابر بزرگ می پیوندد وجود دارد. بنابراین "مهد کودک ستاره" در سر اسب کار می کند و در نهایت منجر به نابودی این ساختار کیهانی دیدنی خواهد شد.
