Рассказы о туманностях

[Андрей Климковский]

Carina Nebula

https://rutube.ru/video/8fb8576adacf069ab1ca30474f930ef4/

Иногда этот термин переводят как Туманность Карины (как-будто намекая на красивое женское имя, которым названа туманность). Но это неправильная интерпретация. Карина (Carina) в переводе с латинского языка означает "Киль" — часть корабля. И не какого-нибудь абстрактного корабля, а корабля Арго, который изображался на старинных звёздных картах, а в наше время распался на несколько отдельных созвездий — Киль, Корма, Паруса и Компас. Из средних северных широт звёзды корабля Арго не видны. Даже в лучшие сезоны (зимой-весной) Киль, Корма и Паруса остаются глубоко под горизонтом. Увидеть их можно от северного тропика и южнее. Но это — сейчас. А в античные времена, когда Корабль Арго был вознесен на небо воображением древнегреческих астрономов, положение оси вращения Земли было несколько иным. И этот звездных корабль был хорошо виден со средиземноморских берегов. Такое смещение направления земной оси вращения называется прецессией. Полный цикл прецессия проходит за 26 тысяч лет. Но для того, чтобы звёзды Арго покинули северный небосвод, хватило и трех тысяч.

Созвездие Киля (или как его нередко называют — созвездие Карины) — самое южное из этой группы созвездий. Поэтому, когда небо стали изучать астрономы Эпохи Возрождения, обнаружить эту потрясающую туманность они никак не могли — до той самой поры, пока Эпоха Великих Географических Открытий не занесла некоторых отчаянных наблюдателей в южное полушарие Земли. Туманность Киля обнаружил Николя-Луи де Лакайль (французский астроном, геодезист и аббат) с Мыса Доброй Надежды на южной оконечности Африки в 1752 году.

Туманность Киля — одна из ярчайших туманностей всего неба (а может быть и самая яркая). Её интегральный блеск соответствует первой звёздной величине. Это в несколько раз ярче Туманности Андромеды (которая теперь известна как Галактика Андромеды) и Туманности Ориона, и даже превосходит всю совокупную яркость звезд Плеяд. При этом, находится Туманность Киля очень далеко — около 8500 тысяч световых лет — это в 6 раз дальше Туманности Ориона. Как же ей удается быть такой яркой?

Газ, наполняющий пространство в той области нашей Галактики, которая представляется нам красивой туманностью, светится не сам по себе. Его подпитывают своей энергией звёзды, которые родились в этой туманности — из этого же газа — из Водорода. Здесь можно обнаружить большое количество сверхмассивных и очень горячих звезд. Ультрафиолетовое излучение от этих звезд возбуждает атомы водорода, ионизирует их, разбивая связь протона и электрона в атоме Водорода. При этом фотон, совершивший такое действие, гаснет, а вместо него излучается два фотона гораздо менее энергичных — это одна составляющая свечения туманности. За долгое время существования ионизированного газа в туманности свободные электрон и протон в некоторый момент обязательно находят друг друга и соединяются в атом нейтрального Водорода. И тогда выделяется еще один фотон. Но вскоре ультрафиолетовое излучение от любой из звезд, погруженных в туманность, вновь разбивают атом на протон и электрон, жертвуя исходный фотон и порождая два вторичных. Поэтому эмиссионные (газовые) туманности светятся пока внутри них сияют яркие и очень горячие звезды. А в Туманности Киля горячих и очень ярких звезд удивительное изобилие.

Пылевые туманности светятся иным образом — они просто отражают свет, достигший их. Либо поглощают, если оказываются на пути между яркой эмиссионной туманностью и наблюдателем — тогда они заметны, как темные волокна на светлом фоне более далекой эмиссионной туманности. В пределах Туманности Киля пылевые облака тоже есть — они создают её особый видимый "рельеф" и захватывающую детализацию всего туманного комплекса, который астрономы сумели разделить на множество обособленных туманностей поменьше: Замочная Скважина, Дерзкий Палец, Гомункул, Мистическая Гора... Нельзя объять необъятное, а уж оставить неделимой Туманность Киля и подавно не выйдет, ведь на небосводе она занимает более 4-х квадратных градусов (более 25 дисков полной Луны). А в космическом пространстве эта область Галактики простирается более чем на 500 световых лет. И всюду здесь рождаются новые гигантские звезды. В пределах Туманности Киля расположились несколько ярких и многозвёздных рассеянных скоплений.

Самой примечательной звездой этого региона является Эта Киля — Гипергигант. В астрономии самые яркие и массивные звёзды называют сверхгигантами, но для такого светила приставка "сверх" чрезмерно уменьшительная и ласкательная. Прочие сверхгиганты по сравнению с Этой Киля — просто светящиеся крошки. По массе Эта Киля превосходит Солнце в 150 раз (по светимости — в 4 млн. раз). Прежде считалось, что таких звёзд во Вселенной существовать не может. Но теперь астрономы обнаружили некоторое количество подобных гипергигантов — они существуют. Но живут крайне недолго — быстро выгорают и озаряют окрестности вспышкой сверхновой. Эта Киля уже близка к своему звездному финалу, который по прогнозам случится в ближайшие несколько сотен тысяч лет.

Туманность Киля (Carina Nebula) является излюбленным объектом астрофотографов, и в сети можно найти десятки прекрасных изображений. Один из лучших любительских снимков недавно сделал австралийский любитель астрономии Dylan O'Donnell. Видеоиллюстрация к этому рассказу создана на основе его астрофотоснимка. Я озвучил её своей музыкой из альбома «Пояс астероидов» — немного не про туманность, но трек оказался очень созвучный визуальному образу.

Альбом «Пояс астероидов» здесь: https://neane.ru/rus/4/katalog/1414.htm

Оригинальное изображение

Ссылка на оригинальное изображение: https://x.com/erfmufn/status/1911760501107003621/photo/1

Dylan O'Donnell: X (Twitter)   Instagram   Youtube   Facebook   Website

_

[Андрей Климковский]

Rosette Nebula

https://rutube.ru/video/c55b97a790f71a8eb17fdfe62aad39c8/

Туманность Розетка

Большое, но не слишком богатое заметными для человеческого глаза звёздами созвездие Единорога может гордиться, что в его пределах оказалось это удивительное сокровище — Туманность Розетка. Нужно сказать, что Единорог относительно недавно поселился на звёздной карте. Поскольку ярких звёзд в этой области нет, то астрономы дотелескопической эпохи сходились во мнении, что никакого созвездия здесь тоже быть не должно. Откуда бы ему взяться — совсем без ярких звёзд — какое же это созвездие? Из нескольких звёзд 4-й звёздной величины никакую фигуру не построишь. Поэтому внутри так называемого Зимнего Треугольника, образованного звёздами Бетельгейзе, Сириус и Процион (между созвездиями Ориона, Большого пса и Малого пса) на старинных звёздных картах не было ничего. И только с изобретением телескопа стало очевидно, что и в этой части неба тоже есть какие-то объекты, и это место надо как-то назвать. Название придумал Ян Гевелий — создатель одного из самых красивых звёздных атласов. Только в начале 18-го века астрономы как-то свыклись с тем, что в ансамбле зимних созвездий завёлся мифический зверь, похожий на лошадь, но с острым рогом, торчащим оттуда, где у иных сказочников расположен третий глаз.

Именно по этому практически беззвёздному созвездию проходит самая широкая и яркая часть зимнего Млечного пути. Там, где проходит Млечный путь, обязательно найдется немало интересного — рассеянные звездные скопления (их в Единороге множество), двойные и кратные звезды, переменные, и конечно же туманности. Но туманности становятся видимыми лишь тогда, когда их подсвечивают яркие и очень горячие звезды — с высокой интенсивностью ультрафиолетовой составляющей в спектре. Туманность Розетка стала видима благодаря звёздам молодого и очень горячего рассеянного звездного скопления NGC 2244, оказавшегося внутри протяженного и довольно плотного водородного облака (судя по всему из этого облака и родились звёзды этого скопления, известного также как "Satellite Cluster" — "Скопление Спутник", около 5 млн.лет назад).

Скопление содержит несколько звёзд-гигантов класса O массой 50-60 масс Солнца и светимостью в пол миллиона раз превосходящей светимость Солнца (даже вообразить такую мощь вряд ли возможно). Эти светила вместе создают столь мощный звёздный ветер, что облака водорода не только ионизируются и начинают светиться, но и стремительно разбегаются прочь от звёзд скопления, разогреваясь при этом до 6 мнл.градусов Кельвина. Этим и объясняется концентрическая форма туманности Розетка. В чем-то она даже напоминает планетарную туманность, и динамика её в какой-то мере тому же соответствует — это расширяющаяся во все стороны туманность. Вот только размеры её никак не сравнятся с размерами планетарных туманностей. И природа принципиально иная. Планетарные туманности — сброшенные верхние слои погибших звёзд, а Розетка — это туманность рождающая звёзды. Звёздообразование особенно активно идет там, где ударная волна убегающих прочь от скопления газов наталкивается на покоящиеся облака водорода. Там возникают неоднородности и уплотнения, которые далее сжимаются уже сами по себе — под действием сил гравитации, и скоро (по космическим меркам) зажигаются новорожденные звёзды. Но само по себе облако водорода пределами видимой части туманности Розетка не ограничивается. Мы видим лишь разогретую голубыми гигантами часть гораздо большего водородного облака, протянувшегося вдоль всего этого рукава Млечного пути.

Эта — проявленная в видимом свете — часть Туманности Розетка расположена в 5 тысячах световых лет от нас. Её поперечник близок к 150 световым годам, но плотные облака водорода простираются гораздо шире от центральной части туманности во все стороны. Вещество, обнаружившее себя на красочных астрофотоснимках имеет массу около 10 тысяч масс Солнца. Примерно столько звёзд она может родить для нашей Галактики.

При всей своей красоте и фотогеничности Туманность Розетка крайне сложный объект для визуальных наблюдений. Астрономы открывали Розетку по частях. И разные её фрагменты носят разные номера в Новом Общем Каталоге: NGC 2237, NGC 2238, NGC 2239... Вот так, чтобы кто-то увидел в телескоп то, что видно на множестве чарующих фотоснимков, в том числе и любительских, кажется такого еще не было. И дело вот в чем — интегральная звёздная величина Туманности Розетка составляет лишь 9m — это совсем не много. Но размазана она по площади в 1,5 x 1 градус — 6 дисков Луны — это огромная территория на небе, и не факт, что это вообще поместится в поле зрения хорошего телескопа. Астрономы и любители астрономии фотографируют Розетку накапливая её излучение многими часами и даже сутками, используя при этом разные узкополосные фильтры, чтобы выхватить излучение порожденное теми или иными химическими элементами. Поскольку более всего в этой туманности Водорода, то естественный цвет Розетки — красный. Но если использовать фильтр пропускания соответствующий излучению кислорода (этот химический элемент тоже присутствует здесь, хоть и в меньшей концентрации), то Розетка предстанет перед нами в бирюзовых тонах.

Астрофотоснимок, на основе которого создана видеоиллюстрация к этому рассказу, сделал австралийский любитель астрономии Dylan O'Donnell, используя комбинацию фильтров выделяющих излучение водорода, кислорода и серы.

Музыкальное сопровождение

Альбом «Пояс астероидов»: https://neane.ru/rus/4/katalog/1414.htm

Оригинальное изображение

Ссылка на оригинальное изображение: https://x.com/erfmufn/status/1895306327146275004

Dylan O'Donnell: X (Twitter)   Instagram   Youtube   Facebook   Website

_

[Андрей Климковский]

Horsehead Nebula

https://rutube.ru/video/73a2add3471269611568e1e6cc58b3f3/

Туманность Конская голова

Забавный образ шахматного коня в профиль среди звёзд является, пожалуй, самым узнаваемым среди объектов глубокого космоса. Можно сказать, что туманность “Конская голова” возглавляет рейтинг узнаваемости (сопряженный с рейтингом популярности) среди туманностей и галактик. Быть может, на слух больший отклик в Человечестве находят астронимы “Туманность Андромеды” и “Туманность Ориона”. Но, как они выглядят, известно лишь специалистам и продвинутым любителям. И даже в их среде нередки случаи, когда знаменитую (Туманность) Галактику Андромеды путали с какой-то другой галактикой даже видавшие многое популяризаторы астрономии. А туманность Ориона на снимках в разных фильтрах может выглядеть сама на себя непохожей. И только профиль шахматного коня даст понять каждому жителю Земли, что перед Вами всё та же — единственная в своём роде и совершенно уникальная — туманность Конская голова.

Начнем с того, что говоря о туманности Конская голова, мы подразумеваем сразу два принципиально разных образования в этом районе нашей Галактики. И только вместе они создают этот запоминающийся визуальный образ. Причем, то что мы видим — светящийся диффузный фон — туманностью Конская голова не является. Ею является темный силуэт на светлом фоне — причудливое по форме пылевое облако — для видимого излучения звезд и туманностей непрозрачное. Не будь позади него относительно яркой эмиссионной туманности, мы, возможно, сейчас и не догадывались бы ни о каком темном газо-пылевом космическом коне.

Фон для узнаваемого лошадиного профиля создает водородная туманность IC 434, открытая Уильямом Гершелем в конце 18 века. Но никаких забавных подробностей в очертании этой туманности Гершель не углядел, хотя наблюдателем он был отменным — гораздо более зорким и внимательным, чем большинство его последователей. Но всё же есть и объективные причины — телескопы в эпоху Гершеля были несовершенными — их темные металлические зеркала теряли от 50% до 80% попавшего в них света.

Сто лет спустя темный силуэт Конской головы обнаружила на фотопластинке, сделанной в обсерватории Гарвардского колледжа, Уильямина Флеминг — женщина уникальной судьбы и одна из ярких личностей в астрономии. Не имея специального образования она сделала в астрономии много такого, что увековечило её имя. Открытие “Конской головы” — это, пожалуй, курьезный эпизод в её научной биографии, нежели нечто серьезное. Ведь Уильямина создала самую первую систему классификации звёздных спектров и лично исследовала в рамках этой системы более 10 тысяч звёзд, создала методику обработки данных и ручных вычислений в астрономии, столь эффективную, которая работала быстрее, чем первые компьютеры (впрочем, она их не застала и умерла довольно рано — не справившись с пневмонией).

Уильямина Патон Стивенс Флеминг — британский астроном
(1857 — 1911)

Уильямина открыла десятки новых туманностей, но публикацией этих открытий занимался её научный руководитель Уильям Генри Пикеринг, который даже не упомянул имени коллеги. Ирония ситуации развивалась так, что Джон Людвиг Дрейер описал в своём каталоге новую туманность без указания инициалов формального открывателя — указал лишь фамилию — Пикеринг, что породило путаницу, и открытие стали приписывать брату Уильяма Генри — Эдварду Чарльзу Пикерингу — тоже известному астроному 19-20 веков.

На фоне туманности Конская голова успел засветиться и Эдвард Эмерсон Барнард, включив её в свой каталог под номером 33. Но и там имени первооткрывательницы — Уильямины Флеминг — не значилось.

Если бы не колоссальный резонанс, который стали вызывать фотографии туманности в прессе, и поднимающийся интерес к подробностям вокруг этого вселенского (но в первую очередь — культурологического) феномена, имя Уильямины Флеминг так бы и осталось в тени. Но журналисты наперегонки выискивали новые тайны вокруг туманности, интересовались, кто именно открыл сию диковинную голову лошади в космосе, и докопались до истины — имя первооткрывательницы стало известно Миру.

Надо сказать, что для астрономов сходство с лошадью не делал туманность более привлекательной. Но для далекой от науки публики это оказалось главным триггером активизации внимания — точно так же, как иллюзорное лицо сфинкса на Марсе или прочие не нуждающиеся в научном объяснении артефакты, суть которых заключена лишь мимолетном внешнем сходстве.

Тем не менее, туманность Конская голова и более чем через столетие смотрит на нас из каждой книги по астрономии, с каждого научного или околонаучного вебсайта. А виной всему этому просто облако поглощающей свет темной космической пыли, закрывающее собой часть светлой туманности, расположенной чуть позади.

Все это вместе — и светлая часть, и темная часть — образа Конской головы является фрагментом гигантского туманного комплекса в созвездии Ориона, куда входит множество других туманностей — Большая и Малая Туманности Ориона, Туманность Пламя (последняя буквально примыкает к Конской Голове). Считается, что расстояние до всех этих туманностей примерно одинаково — 1200-1500 световых лет. Оценки расстояний разнятся, но точно определить расстояние до объектов, не имеющих явных границ, вряд ли вообще возможно, ведь Туманности видны настолько, насколько их освещают другие звезды (если речь об отражательных туманностях, таких, как туманность Пламя), или насколько хватает мощности ультрафиолетового излучения расположенных поблизости звезд, вызывающих ионизацию водорода в этих туманностях. И только в отношении темных пылевых туманностей, имеющих четкие очертания (видимые на фоне светлых туманностей) есть какая-то конкретика по размерам и границам. Но она тоже условна, поскольку опирается на данные о более далекой светлой туманности, а о ней информация может быть очень приблизительная.

Ввиду всего перечисленного, остается неясным, насколько темный силуэт Конской головы может быть ближе, чем эмиссионная туманность IC 434. Разница в расстоянии может составлять и 30 световых лет, и 300 световых лет.

По ряду приблизительных оценок, размер этого тёмного облака составляет около 4 световых лет. Однако, это размер именно “Головы”, но не всего пылевого облака, которое простирается в разные стороны под эмиссионной туманностью IC 434 на расстояние в десятки раз большее (хотя, астрономы пока точно не знают — одно ли это облако пыли, или несколько, которые просто накладываются друг на друга при наблюдении с Земли).

Но в любом случае мы имеем дело с огромным ресурсом строительного материала для формирования планет и звезд третьего поколения. Из водородных облаков комплекса Ориона может быть сформировано несколько тысяч звезд. Но для формирования планет требуется широкая палитра химических элементов. И все они есть в пылевых туманностях. В туманности Конская голова обнаружено не только множество тяжелых химических элементов, но и значительное разнообразие химических соединений, в том числе и органических. Фактически Вселенная прямо в межзвёздном пространстве занимается синтезом тех веществ, которые потом будут участвовать в возникновении тех или иных проявлений жизни. Губительный для всего живого ультрафиолет здесь выступает эффективным катализатором многих важных для возникновения жизни химических реакций. Дело осталось за малым — создать планеты, на которых уже произведенные космической средой вещества смогут стать началом жизни.

Кстати, именно в районе шеи этой космической лошади астрономы обнаружили активное образование звезд небольших масс, сравнимых с Солнцем, а именно такие звезды сейчас считаются наиболее подходящими для поддержания условий, пригодных для жизни в своих планетных системах.

Туманность Конская голова крайне популярна в среде любителей астрономии. Получить фотографию этой туманности современными любительскими средствами не сложно — практически каждый начинающий астрофотограф это делает в первую очередь. Но обнаружить туманность визуально способны лишь единицы — экстремальные наблюдатели, которые развили у себя адаптацию зрения к темноте далеко за пределы средних человеческих способностей. Сложности таким наблюдениям добавляют две близко расположенные яркие звезды в поясе Ориона — Дзета Ориона по имени Альнитак, и Сигма Ориона (крайне интересная кратная звезда, известная людям с древности, но по каким-то причинам собственного имени не получившая) — эти звезды могут просто “ослепить” наблюдателя и не позволить ему видеть слабое свечение эмиссионной туманности IC 434 и темный силуэт Конской головы на её фоне.

Интересно, что в инфракрасном диапазоне спектра, в котором изучает Вселенную космический телескоп имени Джеймса Уэбба, силуэт Конской головы выглядит светлым. Потому что нагретая лишь до нескольких градусов Кельвина межзвёздная пыль начинает переизлучать полученную от звезд энергию, но уже в тепловом излучении.

Изображение туманности Конская голова в инфракрасном диапазоне. Космический телескоп имени Хаббла

Звездные ветра, пронзающие просторы туманного комплекса созвездия Ориона, с течением времени видоизменяют форму пылевых туманностей, вплоть до полного их рассеяния (за исключением того, что будет сформировано в плотные протопланетные диски). Но именно эти ветра и создают те волны плотности, которые подталкивают пылинки к слипанию между собой и превращению в каменистые планеты. Наши далекие потомки, скорее всего, уже не будут видеть здесь забавный образ лошадиной головы, но обязательно отыщут на небе нечто не менее привлекательное.

Видеоиллюстрация к рассказу создана на основе астрофотографии, которую сделал американский астрофотограф Чак Аюб (Chuck Ayoub).

Использован музыкальный трек из моего альбома «Облако Оорта».

Туманность Конская голова в созвездии Ориона. Автор фотоснимка американский астрофотограф Чак Аюб (Chuck Ayoub)

Ссылка на оригинальное изображение: reddit.com

Chuck Ayoub: X (Twitter)   Instagram   Youtube   Facebook

Источник

_

[Андрей Климковский]

California Nebula

https://rutube.ru/video/d229eeaa2e5db650fc0a82d7479fc0d6/

Туманность Калифорния

Утверждается (хотя, источник этого утверждения остается неизвестным), что туманность NGC 1499 получила своё название за сходство с формой береговой линии штата Калифорния. Но кто именно дал туманности это название — вопрос открытый. Тут есть пара интересных совпадений. Во-первых, если наблюдать эту туманность из центральной части штата Калифорния, то она будет проходить ровно через зенит — географическая широта центра штата и склонение туманности совпадают. Во-вторых, открыл туманность Эдвард Эмерсон Барнард в 1884 году, будучи в то время еще любителем астрономии (он стал сотрудником Ликской обсерватории три года спустя — в 1987 года, а эта обсерватория находится как раз в штате Калифорния).

Но если быть честным, усмотреть силуэт побережья Тихого океана, омывающего штат Калифорния, в едва видимом глазом свечении довольно тусклой туманности, — дело граничащее с преднамеренным умыслом.

Эдвард Эмерсон Барнард, американский астроном. (1857 — 1923)

Туманность Калифорния — в большей степени фотографический объект, нежели визуальный. Интегральный блеск туманности оценивается в 5m — как-будто бы она видна глазом (на самом деле — нет!), но её свечение растягивается в продолговатое облачко протяженностью 2,5 — 3 градуса дуги. Быть может только в очень светосильный и широкоугольный бинокуляр можно заметить Калифорнию визуально.

Но фотографическая астрономия прекрасно фиксирует изображение этой туманности, и она стала героиней несчетного количества как любительских, так и профессиональных снимков. Единственное, что можно к этому добавить — самые крупные телескопы не в состоянии захватить Калифорнию одним кадром. Чтобы сфотографировать данную туманность телескопу имени Хаббла потребовалось бы несколько сотен экспозиций. Поэтому, Хаббл её и не фотографировал.

Туманность Калифорния на звёздной карте, в созвездии Персея

Что представляет собой туманность Калифорния?

Расположена туманность Калифорния поблизости от яркой полосы осеннего Млечного пути — в созвездии Персея. Ориентиром для обнаружения туманности является не слишком яркая звезда ξ (Кси) Персея по имени Менкиб (с арабского “Плечо”). Эта звезда 4-й звёздной величины ответственна за свечение всей туманности. Просто потому, что больше некому нести такую ответственность в данном районе неба.

Для возбуждения свечения эмиссионной туманности (Калифорния именно таковой и является — облаком ионизированного водорода) требуется не просто звезда, а звезда-гигант спектрального класса O или хотя бы B — с высокой светимостью в ультрафиолетовой части спектра. И тут Менкиб оказывается очень кстати. Это звезда массой около 30 солнечных масс, и как раз принадлежит к спектральному классу O с температурой поверхности 35 тысяч градусов Кельвина — одна из самых горячих звезд нашей Галактики. Для глаза это не очень яркая звезда. Но это только потому что нас разделяют 1200 световых лет. Примерно на таком же расстоянии находится туманность Калифорния — спасибо Менкибу, а без него мы бы и не узнали, как далеко от нас до туманности. Правда в сети можно найти другие значения расстояний — от 1000 до 1800 световых лет. И это объясняется тем, что метод измерения параллаксов для столь далеких звёзд ненадежен, а для туманностей невозможен вообще. Есть другие методы — по характерной для голубых гигантов светимости, но они дают еще меньшую точность.

Некоторые исследователи считают, что Менкиб родился в туманности Калифорния. Но это сомнительное предположение, потому что высокая собственная скорость (более 65 км/сек относительно Солнца) скорее всего свидетельствует в пользу того, что Менкиб просто пролетает мимо туманности, и принадлежит к распадающейся ассоциации горячих гигантов OB2 Персея — вместе с соседней звездой ζ Персея.

Сама туманность Калифорния тоже не стоит на месте и по некоторым предположениям начинает погружение в сильно запыленное пространство спиральных ветвей нашей Галактики — это видно по яркому ударному фронту, расположенному с той стороны туманности, которая обращена к полосе Млечного пути. Детальные снимки здесь обнаруживают богатую деталями клочковатость — словно пена морских волн “вскипает” встречая на своем пути берег штата Калифорния. Вот так и межзвёздная пыль встречая на своем пути ионизированный водород создает волны плотности, дополнительно разогреваемые этой ударной волной. И это уже не заслуга звезды Менкиб, которая “освещает” туманность с другой стороны.

По приблизительным оценкам облако водорода, видимое нами как слабосветящаяся туманность Калифорния, имеет протяженность около 100 световых лет. Но это лишь та часть туманности, которую мы можем видеть. Наверняка есть и невидимая — не возбужденная излучением каких-либо звёзд — часть. И полная протяженность туманности Калифорния может оказаться гораздо большей.

Прекрасный снимок туманности Калифорния, ставший основой для видеоиллюстрации к данному рассказу, сделал американский астрофотограф Чак Аюб (Chuck Ayoub).

Использован музыкальный трек из моего альбома «Облако Оорта».

Туманность Калифорния в созвездии Персея.
Автор фотоснимка американский астрофотограф Чак Аюб (Chuck Ayoub)

Ссылка на оригинальное изображение: reddit.com

Источник

_

[Андрей Климковский]

Orion Nebula

https://rutube.ru/video/414910cc8f7c81030a49132bfcc700aa/

Туманность Ориона

Икона в Храме глубокого космоса — Туманность Ориона — прекрасно видна невооруженным глазом на темном небе. Но попалась на глаза астрономам она только лишь в эпоху первых телескопов, и открыта эта грандиозная туманность была с помощью телескопа, причем, далеко не сразу.

Галилео Галилей неоднократно наблюдал центральную часть астеризма “Меч Ориона”, и даже открыл тройственность центральной звезды в нем — Теты Ориона. Но туманность, опутывающую звезду в Мече, Галилей не заметил. Может дело было в особенностях оптики первых телескопов Галилея — она была довольно темной, не светосильной. Однако, его современники — Никола-Клод Фабри де Пейреск, Иоганн Баптист Цизат, Джованни Баттиста Годиерна — тогда уже вооруженные оптикой, независимо друг от друга наблюдали “яркое, мерцающее облако” вокруг центральной звезды Меча Ориона. Но в те годы сами телескопы распространялись по Миру гораздо быстрее, чем результаты проведенных с их помощью наблюдений. Уже в 1610 году — буквально в год сенсационной премьеры Галилея — телескопами обзавелись десятки астрономов и даже европейских университетов (это никем не запрещалось). Но отчеты о наблюдениях оставались приватными. К тому же, тогда не существовало ни электронной почты, ни социальных сетей. До сих пор историки находят в архивах тех или иных заведений неопубликованные результаты наблюдений и меняют имя первооткрывателя той или иной туманности. Не так давно стало известно, что первым европейским наблюдателем, обнаружившим Туманность Ориона в телескоп, был Никола-Клод Фабри де Пейреск.

Расположение Туманности Ориона на звёздной карте в южной части одноименного созвездия — под трехзвёздным Поясом Ориона, вокруг центральной звезды астеризма «Меч Ориона»

Вместе с этим существуют интерпретации мифологических преданий индейцев Майя, что те видели Туманность среди звезд созвездия Ориона (разумеется, у индейцев в этой части неба было совсем другое созвездие). Но всерьез относиться к этим интерпретациям вряд ли стоит. Скорее всего они проистекают из современного тренда на преувеличение значения и развитие культа тайных знаний в наследиях неевропейских культур.

Стоит вспомнить, что, например, индейцы центральной Америки в упор не видели подплывающие к берегу корабли Колумба — просто потому, что не ожидали увидеть корабли, плывущие оттуда, где по представлению коренных народов Америки нет ничего.

По той же причине астрономы античности и средних веков не видели Туманность Ориона невооруженным глазом. В те эпохи состояние атмосферы и отсутствие светового загрязнения всячески способствовали тому, чтобы туманность была обнаружена. Но этого не случилось — вплоть до первых телескопических наблюдений.

Автор этого рассказа видел Туманность Ориона глазом неоднократно. Всякий раз, когда оказывался в Крымской Астрофизической Обсерватории Зимой, я любовался её сиянием на зимнем небе Крымских гор, которые совсем не высоки, но уже попадали в неуклонно расширяющуюся зону светового загрязнения. Однако, я знал, что центральная звезда в Мече Ориона окутана Туманностью, и потому светится так необычно — она словно пушистая и слегка размытая — не такая точечная, как прочие звёзды в её окружении.

Можно предположить, что довольно яркая для абсолютно черного неба Балкан Тета Ориона и не позволила отчетливо увидеть туманность астрономам античной Греции — увидели звезду, и успокоились. А то, что она странная — ну, мало ли странного на небе…

Астеризм «Меч Ориона» на звёздной карте — крупным планом. В центре Большая и Малая Туманности Ориона — практически слившиеся. Над ними еще одна туманность — «Running Man Nebula» (Туманность Бегущий Человек)

Однако, с того времени, как знание об этой туманности стало достоянием научной общественности, она стягивала на себя значительную долю внимания наблюдателей. Туманность стали называть Great Orion Nebula — Большая (или даже — Великая) Туманность Ориона. Этому же способствовало обнаружение поблизости от неё еще одной туманности, которую какое-то время называли Малой Туманностью Ориона, пока не пришли к выводу, что это всё одно и то же туманное образование. Теперь этот небольшой фрагмент называется Туманность де Мерана (по имени её открывателя — Жана Жака де Мерана). Шарль Мессье внес в свой каталог Большую и Малую Туманности Ориона под разными номерами — M42 и M43 соответственно, да и в Новом Общем Каталоге они фигурируют как разные объекты — NGC 1976 и NGC 1982, хотя даже на любительских современных снимках (равно как и при наблюдении в совсем небольшие телескопы) обе эти туманности сливаются воедино.

К слову будет сказать, что Туманность Ориона столь велика в визуальном плане, что астрономам (но чаще — с подачи любителей) пришлось выдумать отдельные названия для описания тех или иных её фрагментов — “Темный залив”, “Большой залив”, “Рыбья пасть”, “Меч”, “Выпад”, “Парус” — все эти неофициальные “провинции” туманной “империи” нанесены на любительские и профессиональные карты Туманности Ориона. Иначе, в её сияющих волокнах, плазменных течениях и пылевых туннелях можно было заблудиться.

Каждый новый этап в изучении Туманности Ориона поражал воображение исследователей, и приносил с собой удивительные откровения об устройстве Вселенной.

Уильям Гершель впервые высказал предположение, что Туманность Ориона являет собой скопление материала для формирования звёзд, которые еще не родились. В его эпоху доказать или опровергнуть столь смелые высказывания не представлялось возможным. Но более поздние исследования подтвердили, что здесь действительно происходит рождение новых светил, а Туманность Ориона есть ни что иное, как один из крупнейших регионов звёздообразования Галактики.

Туманность Ориона удостоилась чести стать первой в истории Туманностью, которую удалось сфотографировать. На первом же снимке, сделанном в 1880 году Генри Дрейпером, проявилась сложнейшая детализация этой космической субстанции, похожей на гигантский цветок, которая надолго озадачила ученых — все эти волокна, темные и светлые прожилки — свидетельствовали о бурных процессах, происходящих на наших глазах. И действительно — сравнение фотографий, сделанных в разные годы, обнаруживало неожиданную динамику туманности — туманность живет и видоизменяется буквально на глазах ученых. Конечно, для этого требовалось время, но чем зорче становились телескопы, тем явнее становились изменения в облике Туманности Ориона, особенно её центральной части.

Одна из первых фотографий Туманности Ориона, сделанная Эндрю Коммоном в 1883 году

Сердцем Туманности Ориона является так называемая “Трапеция Ориона” — в прошлом кратная звезда, а теперь статус этой звездной системы поднялся до рассеянного звездного скопления.

Центральная звезда в “Мече Ориона” представляет собой так называемую “широкую пару” — легко разделяемую в самую лёгкую оптику (наиболее зоркие люди могут разделить Тету 1 и Тету 2 и без оптики — между ними что-то около 3 минут дуги, как у компонентов Эпсилон Лиры).

Более северная и западная из Тет — Тета 1 — как раз и выглядит как “Трапеция” — 4-звёздная система отчетливо голубых (если не сказать — синих) звезд. Три из них обнаружил Галилей, а четвертую — чуть более поздние наблюдатели его же эпохи. Само название “Трапеция Ориона” ввел Роберт Джулиус Трюмплер (американский астроном) в 1931 году, хотя к тому времени в системе было уже надежно подтверждено 8 компонентов, и дальше их число только увеличивалось. Сейчас Тета 1 считается 16-кратной системой, некоторые компоненты которой обнаруживают себя лишь периодическим доплеровским смещением линий в спектре, или затменными эффектами. А кроме этого в скоплении “Трапеция Ориона” выявлено множество таких звезд, чья судьба до недавнего времени была не определена — их скорости казались чрезмерными для устойчивого длительного пребывания в составе скопления. Одна из современных гипотез, объясняющая столь высокие скорости некоторых звезд скопления, помещает в центр системы Теты 1 Ориона черную дыру массой около 100 масс Солнца — тогда всё сходится, и скопление “Трапеция Ориона” становится устойчивым. А если нет — оно бы давно распалось.

Трапеция Ориона крупным планом и центральная часть Туманности. Изображение полученно с помощью Космического Телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST)

Хотя, временной параметр “давно” требует объяснений.

Все наблюдаемые в Туманности звезды (равно, как и сама Туманность Ориона в её современном виде) — очень молодые жители Вселенной. Например, возраст голубых и крайне горячих гигантов с Трапеции Ориона не превышает 3 млн.лет — они буквально ровесники всего Человечества. И именно благодаря излучению этих звезд мы можем наблюдать всю Туманность. Остальные её светила обеспечивают лишь 10-15% ионизации межзвездного газа. Без Трапеции здесь была бы так-себе туманность, быть может и массивная, с большим потенциалом, но совершенно незаметная на фоне прочих туманных образований, коими окутано все созвездие.

Звёзды Трапеции Ориона не только обеспечивают Туманности её заметность, они постепенно рассеивают материал туманности — их мощные звездные ветры разгоняют вещество, из которого относительно недавно они сами родились, на периферию туманности, где облака водорода уже не будут ничем столь же ярко подсвечиваться. Хотя, не исключено, что ударная волна, которую гонят звёздные ветры Трапеции, приведет к уплотнению материи и рождению новых звезд, которые окажутся не менее массивными, горячими и яркими.

Как конкретно будет развиваться судьба Туманности Ориона, это ученым еще предстоит выяснить. И во многом по этой причине к туманности Ориона в последние десятилетия приковано пристальное внимание крупнейших телескопов — земных и космических.

Протопланетный диск Proplyd 106-417 в Туманности Ориона. Изображение получено с помощь Космического Телескопа имени Эдвина Хаббла

Оказалось, большая часть жителей Туманности — коричневые карлики — объекты, занимающие промежуточное положение между звёздами и планетами. Их здесь тысячи, а может и десятки тысяч — посчитать их всех очень сложно, ведь они почти не светятся в видимом диапазоне спектра, и только недавно введенный в строй телескоп имени Джеймса Уэбба, изучающий Вселенную в инфракрасном свете, выявил в туманности Ориона множество коричневых карликов, и даже открыл первую двойную систему, где оба компонента — коричневые карликовые.

Здесь же — в туманности Ориона — были обнаружены первые планеты-изгои, существующие отдельно от каких-либо звёзд, гравитационно ни с чем не связанные, а просто дрейфующие по Туманности.

Большая часть голубых гигантов, из которых сложена фигура созвездия Ориона, рождены в Туманности Ориона, но покинули её в результате неустойчивых гравитационных взаимодействий. Туманность, словно праща, выбрасывает звезды прочь, чтобы не мешали своими звёздными ветрами процессу творения новых светил. Некоторые изгнанники Туманности успели добраться до соседних созвездий. Выявлено как минимум три заметных и быстрых звезды, покинувших Туманность Ориона в её обозримом прошлом. Это звёзды Mu Голубя, AE Возничего и 53 Овна. Исследование траекторий их движения привели ученых назад — к “Трапеции Ориона”, откуда перечисленные светила были выброшены несколько миллионов лет назад. Сейчас они удаляются от места своего рождения со скоростью превышающей 100 километров в секунду.

Около некоторых звезд, погруженных в Туманность Ориона методом прямого наблюдения выявлены протопланетные диски. Это опять заслуга телескопа Джеймса Уэбба и его инфракрасных коллег. У ученых нет уверенности в том, что любой протопланетный диск доэволюционирует до полноценной и устойчивой планетной системы, поскольку оценить разрушающее влияние звездных ветров от голубых гигантов Туманности во всей её протяженности сложно. Однако, открытия протопланетных дисков у звезд в Туманности Ориона свидетельствует о том, что формирование таких дисков является единым процессом вместе с формированием самой звезды.

Меч Ориона и Туманность Ориона в горизонтальной ориентации. Изображение полученно с помощью Обзорного Инфракрасного Телескопа VISTA

Туманность Ориона не кончается там, где на самых детальных астрофотографиях гаснет сияние её волокон — её материя простирается и дальше, заполняя собой все пространство в пределах созвездия Ориона (на некоторой дистанции от Солнечной системы). Это покажется странным, но астрономы — при всем их внимании к этой туманности — не могут назвать точного расстояния до неё. Опубликованная во многих источниках величина является скорее итогом некоторого соглашения — 1300 световых лет. Хотя некоторые исследования дают разброс значений от 1000 до 1600 световых лет. Истина, скорее всего, где-то посередине, но это уже не самое научное предположение.

Исходя из современных оценок расстояния до туманности, её линейные размеры составляют 25x35 световых лет (речь, конечно же, о видимой — проявленной — части туманности), а Масса составляет около 10 тысяч солнечных масс. При этом, звездное население пределов Туманности (за вычетом коричневых карликов) оценивается в несколько тысяч звёзд.

Созвездие Ориона и Молекулярный облачный комплекс Ориона. Туманность Ориона едва ли бросается в глаза на этом замечательном снимке, автора которого зовут Rogelio Bernal Andreo

На зимнем небосводе с Туманностью Ориона соседствуют множество других туманностей, иногда не менее впечатляющих. Большинство из них действительно связаны с Туманностью Ориона и вместе образуют так называемый “Молекулярный облачный комплекс Ориона”. Пару десятилетий назад мы лишь слышали о таком, но — не видели. Теперь же — с развитием технологий в области любительской астрофотографии — практически каждый начинающий астрофотограф способен запечатлеть всё газопылевое богатство спирального рукава Персея-Ориона, в котором, хоть и немного с краю, держит свой галактический путь Солнце со свитой планет. К счасть, путь пролегает вдали от столь впечатляющих туманных структур, и поэтому нам здесь хорошо и спокойно (правда, мы это не очень ценим). Но истоки нашего существования уходят в те галактические дали, полные туманных и пылевых завихрений, где около 5 миллиардов лет сформировалось Солнце и каким-то образом обзавелось планетами. И лучшего места для этого, чем грандиозная водородная туманность с извилистыми прожилками пылевых волокон, в Галактике не сыскать — в разреженной межзвёздной среде не родятся ни звёзды, ни планеты. Но когда уже все главное создано, жить лучше подальше от эпицентра звёздообразования. И как можно заметить, примерно так всё во Вселенной и происходит. Туманности рождают звёзды, а звёзды рассеивают туманности, и разбрасывают друг друга в разных направлениях, чтобы не создавать излишнюю суету в небольшом пространстве.

Когда Туманность Ориона окончательно рассеется, на её месте на какое-то время останется красивое и яркое скопление, напоминающее Плеяды, а потом распадется и оно. И только тогда на планетах вокруг тех звёзд, которые доживут до лучших времен, воцарятся наиболее благоприятные условия для столь хрупкого вселенского явления, которое мы ассоциируем со словом “жизнь”.

Подбирая главную иллюстрацию для этого рассказа я долго не мог остановиться в выборе. Не исключено, что Туманность Ориона лидирует по количеству совершенно невероятных по зрелищности снимков, сделанных как профессионалами, так и любителями. В итоге, по необъяснимым причинам "победила" астрофотография от совершенно неизвестного астрофотографа Itto Ogami (мне не удалось отыскать его нигде, кроме как на сайте astrobin.com), и скорее всего здесь использован псевдоним. Тем не менее, изображение действительно превосходное. На нем, помимо Туманности Ориона, поместилась и туманность "Бегущий человек", напоминающая о том, что даже Великая Туманность Ориона является частью чего-то чего-то большего.

Туманность Ориона (справа) и туманность Бегущий Человек (в левой части кадра - в ней преобладают синие и голубые оттенки). Автор астрофото Itto Ogami

Ссылка на оригинальное изображение: https://www.astrobin.com/gsyei2/

В видеоролике (с него начинается рассказ) звучит музыка из студийной экспериментальной сессии «Фантазии о Мирах»

Источник | Автор: Андрей Климковский | Поддержать проект

_

[Андрей Климковский]

Туманность Де Мерана

https://rutube.ru/video/ad50d8e62e65d4f0e2f8fe7bf9a77e7e/

Messier 43, NGC 1982 или Малая Туманность Ориона

Эту туманность можно было бы сравнить с пригородом крупного мегаполиса, который к некоторому моменту оказался поглощен огромным городом и более не именуется своим историческим названием. Примерно это и случилось с так называемой “Малой Туманностью Ориона”, которую больше никто так не называет, потому что современные телескопы — даже самые простые — показывают обе туманности, которые когда-то считались разделенными темным промежутком космической пыли, как одно целое.

Но когда-то телескопы были не такие зоркие — даже у профессиональных астрономов. А наблюдатели хватались за любую возможность предъявить Миру очередное открытие.

Небольшой клочок светящегося облачка, как-будто отделившийся от от Туманности Ориона, впервые описал французский астроном Жан Жак де Меран в 1731 году. Вероятно, туманность наблюдали и ранее, но не никто не догадался отнестись к ней как к отдельному объекту.

В 1769 году Шарль Мессье включил туманность Де Мерана в первую редакцию своего каталога. Уже современники видели в этом прецеденте конкуренцию двух астрономов. Николя Луи де Лакайль опубликовал свой каталог чуть раньше, и в нем числилось 42 объекта. Шарль Мессье, создающий подобный каталог туманных объектов (неясной тогда для ученых природы), стремился к тому, чтобы обойти Лакайля числом. Но тоже уперся в цифру 42 — больше добавить к имеющемуся ему было нечего. Тогда он вспомнил о туманности Де Мерана (которую уже тогда практически никто не считал отдельной туманностью), а для верности добавил в каталог звёздные скопления Плеяды и Ясли, хотя ничего туманного среди звёзд этих скоплений тогда не наблюдалось. Таким образом каталог Шарля Мессье вышел на рекордное для своей эпохи количество — 45 необычного вида объектов, которые по невнимательности можно было бы спутать с кометами (назначение каталога Шарля Мессье было прежде всего в этом, и тем нелепее в нем смотрелись Ясли, Плеяды и даже Туманности Ориона и Андромеды — отлично знакомые тогда каждому астроному).

Расположение Туманности Де Мерана и Туманности Ориона на звёздной карте

В действительности между туманностями M42 (Большая Туманность Ориона) и M43 (Малая Туманность Ориона) прослеживается легкое потемнение. Это не зазор между туманностями, а пылевая полоса, пролегающая чуть ближе к наблюдателю и частично преграждающая путь фотонам, испускаемым атомами водорода при рекомбинации.

Туманности потому и видны, что погруженные в них звёзды — голубые гиганты — сперва ионизируют своим ультрафиолетовым излучением материю туманностей, а потом электроны и ядра атомов вновь находят друг друга, объединяются и возвращают Вселенной фотон света.

Но плотность этого туманного волокна (у него даже есть своё название — “Северо-восточная темная полоса” — “Northeast dark lane”) невелика, и на фотографиях сделанных с большой выдержках обе части туманности Ориона выглядят слитно — без каких-либо промежутков.

Туманность Де Мерана и Туманность Ориона. Автор астрофотоснимка Тристан Петроски

Зато в самой туманности Де Мерана (правда, немного с краю) обнаружилась гораздо более темная пылевая полоса, и очень интересная по своей структуре — “M43 dark lane” — вот она действительно очень густая и практически непрозрачная для видимого света. Она демонстрирует такое великолепие и разнообразие форм, что её сравнивают с дымом из трубы паровоза или Хвостом Химеры. В действительности “кудрявая фактура” этого пылевого образования может рассказать о динамике многих процессов, но происходящих немного в другом месте Вселенной — не в Туманности Де Мерана или Туманности Ориона, а в районе спирального рукава Персея-Ориона чуть более близком к нам, чем обе упомянутые туманности… но — насколько это ближе, наука пока ответа не дает.

Кстати, именно эта клочковатая темная структура в эпоху первых наблюдений данной туманности стала причиной того, что форму туманности сравнивали с “запятой” сразу несколько наблюдателей. Но этим словом туманность не назвали. А жаль. Хорошее было бы название — Comma Nebula.

Даже применительно к хорошо изученным туманностям М42 и М43 разница в определении расстояний варьируется от 1000 до 1600 световых лет, а общепринятое усредненное значение, которое наиболее часто используется в популярных статьях по астрономии, соответствует 1300 световым годам — и для Туманности Ориона в целом, и для Туманности Де Мерана. Но, каким бы это расстояние не было, оно одинаково для обеих туманностей.

Если принять за опорную оценку расстояния в 1300 световых лет, то Туманность Де Мерана будет иметь пространственные размеры около 4 световых лет.

Фрагмент Туманности Де Мерана, включающий центральную звезду NU Ориона и «Хвост Химеры».
Изображение получено с помощью телескопа имени Эдвина Хаббла

“Освещает” (ионизирует) Туманность Де Мерана лишь одна значительная звезда — это голубой гигант (и переменная звезда) NU Ориона (упоминаемая также, как HD 37061) 7-й звёздной величины (блеск меняется непредсказуемо в пределах 0,5m). Во многих источниках (предположительно по чьей-то ошибке с последующим копированием из текста в текст) звезда классифицируется как “голубой карлик”. Мне было очень удивительно это читать, поскольку её масса превышает 8 солнечных масс, а интенсивности ультрафиолетового излучения хватает для ионизации облаков водорода на пару-тройку световых лет вокруг. Конечно, звезды Трапеции Ориона, ответственные за сияние Большой Туманности Ориона гораздо более массивные и яркие, к тому же их несколько. Но это всего лишь ответ на вопрос, почему Туманность Де Мерана имеет всего лишь 9-ю звездную величину — потому что всего одна горячая и массивная звезда находится в её центральной части, а не целых рой голубых сверхгигантов.

Как и во всей протяженности Туманности Ориона, в Туманности Де Мерана происходит активное звёздообразование, и в центральной части M43 есть своё рассеянное звездное скопление, но совсем небольшое — успешно наблюдать его могут лишь самые крупные телескопы.

Фрагмент Туманности Де Мерана, включающий центральное рассеянное звёздное скопление.
Изображение получено с помощью телескопа имени Эдвина Хаббла

Видеоиллюстрация к рассказу (ссылка в самом его начале) создана на основе астрофотоснимка космического телескопа имени Эдвина Хаббла. Ниже это же изображение, но ничем не обрезанное. На нем хорошо видна туманность Де Мерана целиком, а также ионизирующая облака водорода звезда NU Ориона, «Северо-восточная темная полоса» (она протянулась вдоль нижнего края астрофотографии), и «Хвост Химеры», тянущийся вертикально практически через центр кадра. В видеоиллюстрации звучит мой трек «Попытка Творения» из экспериментальной студийной сессии «Фантазии о Мирах».

Туманность Де Мерана (Messier 43 или NGC 1982) крупным планом.
Изображение получено с помощью телескопа имени Эдвина Хаббла

Источник | Автор: Андрей Климковский | Поддержать проект

_