Hästhuvudnebulosan (dess officiella namn är Barnard 33) är ett av de mest kända föremålen på himlen. På bilder tagna även med användning av amatörteleskop ser det väldigt imponerande ut. Hur är det här objektet och ser det alltid ut på de vanliga fotografierna i det optiska området?
Där rymdhästen bor
Hästhuvudnebulosan ligger i stjärnbilden Orion - den region på himlen som är rikast på intressanta föremål - strax under den ljusa stjärnan Alnitak (den vänstra stjärnan i Orions bälte). Avståndet till det är cirka 1600 ljusår (cirka 490 parsecs). Det är inte för långt; med galaktiska mått mätt är hon vår granne.
Det är dock inte lätt att observera det med amatörteleskop, även om det är möjligt att fotografera det, speciellt om du sätter ett speciellt filter på linsen som bara sänder ett av de spektrala banden av ljus som sänds ut av joniserat väte. Faktum är att Barnard 33 är synlig för oss mot bakgrunden av en annan nebulosa - en emissionsnebulosa som strålar intensivt just i detta bandspektrum. Med det här filtret tillämpat ser hästhuvudfotot ut så här (se nedan).
Kommer ut ur molnet
Om du tittar noga på fotografiet av nebulosan kan du se att den verkar dyka upp från ett gigantiskt mörkt moln upplyst av stjärnor. Denna majestätiska syn kan chockera och fascinera en person, speciellt om du kommer ihåg att rymdhästens "nacke" och "huvud" upptar ett område i rymden med en diameter på cirka 3,5 ljusår.
Den enorma formation som de är en liten del av är i sin tur bara en del av en ännu större struktur som är hundratals ljusår lång. Denna struktur inkluderar stora interstellära moln av damm och gas, ljusa diffusa nebulosor, mörka kulor - isolerade moln av gas och damm, unga och bildande stjärnor. Hela det här komplexet kallas "Orion Molecular Cloud".
Nature of the Dark Horsehead Nebula
Uttrycket "mörkt" betyder att det absorberar ljus, men inte sänder ut eller sprider det själv, och är synligt i det optiska området endast för att dess siluett skyddar ljuset från emissionsnebulosan IC 434 bakom den.
Sådana objekt är relativt täta (med interstellära standarder), mycket långa moln av gas och damm. De kännetecknas av mycket oregelbundna och otydliga kanter och har ofta komplexa oregelbundna former.
Dessa molnkallt, deras temperatur överstiger inte flera tiotals, ibland till och med enheter, kelvin. Gas finns där i molekylär form, och interstellärt damm finns också - fasta partiklar upp till 0,2 mikron i storlek. Dammmassan är cirka 1 % av gasens massa. Koncentrationen av ett ämne i ett sådant molekylärt moln kan vara från 10-4 till 10-6 partiklar per kubikcentimeter.
Det största av molnen kan ses med blotta ögat, som kolsäcken i stjärnbilden Sydkorset eller Storgropen i stjärnbilden Cygnus.
Infraröd porträtt
Utvecklingen av all-wave astronomi gjorde det möjligt att se världen i det bredaste utbudet av dess manifestationer. Trots allt kan fysiska föremål stråla ut inte bara inom det optiska området. Dessutom är detta frekvensområde - det enda som är tillgängligt för vår direkta uppfattning - mycket snävt, och det står bara för en liten bråkdel av all strålning från rymden.
Infraröda strålar kan berätta mycket om olika rymdobjekt. Så i studien av molekylära moln är de nu ett oumbärligt verktyg. Genom att absorbera ljus av optiska frekvenser kommer molnet oundvikligen att återutsända det i det infraröda området av spektrumet, och denna strålning kommer att bära information om nebulosans struktur och om de processer som äger rum i den. Damm är inget hinder för dessa strålar.
År 2013, med hjälp av rymdteleskopet. Hubble tog en av de mest anmärkningsvärda bilderna av hästhuvudnebulosan. Foto taget vid våglängder på 1,1 µm (blå överlägg) och 1,6 µm(Orange färg); norr till vänster. Men hon ser inte ut som en häst längre.
Vad finns inuti?
Infraröda bilder verkar ta bort dammridån från nebulosan, vilket gör att molnstrukturen i Barnard 33 blir synlig. Dynamiken i dess yttre regioner är perfekt synlig: det finns ett utflöde av gas under påverkan av hård strålning från unga heta stjärnor. En av dessa armaturer är placerad högst upp i molnet.
Molnets kollaps beror också på joniserande strålning från emissionsnebulosan IC 434. Ser man nu på den optiska bilden är glöden runt kanten av Barnard 33 slående - joniseringsfronten, där energiska fotoner möts med molnets yttre skikt. Alla dessa strålningar, som joniserar gasen, bokstavligen "blåser av" den. Accelererar i ett starkt magnetfält och lämnar molnet. Hästhuvudet smälter alltså gradvis, och om några miljoner år kommer det att försvinna helt.
Den långvågiga infraröda bilden visar en annan struktur i nebulosan: en gasbåge är tydligt synlig där vi ser den välbekanta silhuetten av en häst i optik.
Gas- och dammmolnets kemi
Eftersom mörka nebulosor är extremt kalla faller deras egen strålning på den långvågiga delen av spektrumet. Därför studeras den kemiska sammansättningen av sådana moln genom att analysera topparna i mikrovågs- och radiospektra - de så kallade signaturerna, de spektrala signaturerna för vissa molekyler. Infraröd strålning från damm undersöks också.
Huvudkomponenten i varje nebulosa är naturligtvis väte - cirka 70 % av det. Helium - cirka 28%; resten står för andra ämnen. Det bör noteras att deras koncentrationer i olika nebulosor kan skilja sig åt. Signaturer av vatten, kolmonoxid, ammoniak, vätecyanid, neutr alt kol och andra ämnen som är vanliga för interstellära moln hittades i Horsehead-spektra. Det finns också organiska föreningar: etanol, formaldehyd, myrsyra. Men det fanns också en oidentifierad linje.
Under 2012 rapporterades det att molekylen som var ansvarig för denna mystiska signatur äntligen hade hittats. Det visade sig vara en enkel kolväteförening C3H+. Intressant nog skulle en sådan molekylär jon inte vara stabil under markförhållanden, men i den interstellära nebulosan, där materia är extremt sällsynt, hindrar ingenting den från att existera.
Star Nursery
Kalla och täta molekylära moln är källan till stjärnbildning, vaggan för framtida stjärnor och planetsystem. I teorin om stjärnbildning är vissa detaljer om denna process fortfarande oklara. Men själva faktumet att det finns protostellära objekt i olika utvecklingsstadier i mörka nebulosor, såväl som mycket unga stjärnor, har bevisats med hjälp av en stor mängd observationsdata.
Hästhuvudet i stjärnbilden Orion är inget undantag. I allmänhet kännetecknas hela det gigantiska molekylära Orionmolnet av en aktivstjärnbildning. Och i de täta områdena i Barnard 33 pågår processerna för stjärnfödelse. Till exempel är ett ljust föremål nästan vid sin "krona" en ung armatur som ännu inte har lämnat sin "barnkammare" av damm och gas. Det finns liknande föremål i området där nebulosan ansluter sig till det stora molnet. Så "stjärnkammaren" i Hästhuvudet fungerar och kommer så småningom att leda till förstörelsen av denna spektakulära kosmiska struktur.
