Der Pferdekopfnebel (sein offizieller Name ist Barnard 33) ist eines der berühmtesten Objekte am Himmel. Auf Bildern, die sogar mit Amateurteleskopen aufgenommen wurden, sieht es sehr beeindruckend aus. Was ist das für ein Objekt und sieht es auf den üblichen Fotos im optischen Bereich immer aus?
Wo das Weltraumpferd wohnt
Der Pferdekopfnebel befindet sich im Sternbild Orion - der Region des Himmels, die reich an interessanten Objekten ist - direkt unter dem hellen Stern Alnitak (dem linken Stern des Gürtels des Orion). Die Entfernung dazu beträgt etwa 1600 Lichtjahre (etwa 490 Parsec). Es ist nicht zu weit; nach galaktischen Maßstäben ist sie unsere Nachbarin.
Es ist jedoch nicht einfach, es mit Amateurteleskopen zu beobachten, obwohl es möglich ist, es zu fotografieren, insbesondere wenn Sie einen speziellen Filter auf das Objektiv setzen, der nur eines der Spektralbänder des von ionisiertem Wasserstoff emittierten Lichts durchlässt. Tatsache ist, dass Barnard 33 für uns vor dem Hintergrund eines anderen Nebels sichtbar ist – eines Emissionsnebels, der genau in diesem Band intensiv strahltSpektrum. Mit diesem Filter sieht das Foto des Pferdekopfs so aus (siehe unten).
Aus der Wolke kommen
Wenn Sie sich das Foto des Nebels genau ansehen, können Sie sehen, dass er aus einer riesigen, von Sternen beleuchteten dunklen Wolke aufzutauchen scheint. Dieser majestätische Anblick kann einen Menschen schockieren und faszinieren, besonders wenn man bedenkt, dass der "Hals" und der "Kopf" des Weltraumpferdes eine Region des Weltraums mit einem Durchmesser von etwa 3,5 Lichtjahren einnehmen.
Die riesige Formation, von der sie ein kleiner Teil sind, ist wiederum nur ein Element einer noch größeren Struktur, die Hunderte von Lichtjahren lang ist. Diese Struktur umfasst große interstellare Staub- und Gaswolken, helle diffuse Nebel, dunkle Kügelchen - isolierte Gas- und Staubwolken, junge und sich bildende Sterne. Dieser ganze Komplex wird "Orion Molecular Cloud" genannt.
Natur des Dunklen Pferdekopfnebels
Der Begriff "dunkel" bedeutet, dass er Licht absorbiert, aber selbst nicht emittiert oder streut, und im optischen Bereich nur sichtbar ist, weil seine Silhouette das Licht des dahinter liegenden Emissionsnebels IC 434 abschirmt.
Solche Objekte sind relativ dicht (nach interstellaren Maßstäben), sehr lange Gas- und Staubwolken. Sie zeichnen sich durch sehr unregelmäßige und undeutliche Ränder aus und haben oft komplexe unregelmäßige Formen.
Diese Wolkenk alt, ihre Temperatur überschreitet nicht mehrere zehn, manchmal sogar Einheiten Kelvin. Gas existiert dort in molekularer Form, und auch interstellarer Staub ist vorhanden - feste Partikel mit einer Größe von bis zu 0,2 Mikrometern. Die Staubmasse beträgt etwa 1 % der Gasmasse. Die Konzentration einer Substanz in einer solchen Molekülwolke kann von 10-4 bis 10-6 Teilchen pro Kubikzentimeter betragen.
Die größten Wolken sind mit bloßem Auge zu sehen, wie der Kohlensack im Sternbild Kreuz des Südens oder die Große Grube im Sternbild Cygnus.
Infrarotporträt
Die Entwicklung der Allwellenastronomie ermöglichte es, die Welt in den unterschiedlichsten Erscheinungsformen zu sehen. Denn physikalische Objekte können nicht nur im optischen Bereich strahlen. Außerdem ist dieser Frequenzbereich – der einzige, der unserer direkten Wahrnehmung zur Verfügung steht – sehr schmal und macht nur einen kleinen Bruchteil der gesamten Strahlung aus dem Weltraum aus.
Infrarotstrahlen können viel über verschiedene Weltraumobjekte aussagen. Bei der Untersuchung von Molekülwolken sind sie daher heute ein unverzichtbares Werkzeug. Die Wolke absorbiert Licht optischer Frequenzen und emittiert es unweigerlich im Infrarotbereich des Spektrums, und diese Strahlung trägt Informationen über die Struktur des Nebels und über die darin ablaufenden Prozesse. Staub ist kein Hindernis für diese Strahlen.
2013 mit Hilfe des Weltraumteleskops. Hubble hat eines der bemerkenswertesten Bilder des Pferdekopfnebels aufgenommen. Foto aufgenommen bei Wellenlängen von 1,1 µm (blaue Überlagerung) und 1,6 µm(Orange Farbe); Norden auf der linken Seite. Aber sie sieht nicht mehr aus wie ein Pferd.
Was ist drin?
Infrarotbilder scheinen den Staubvorhang vom Nebel zu entfernen, wodurch die Wolkenstruktur von Barnard 33 sichtbar wird. Die Dynamik seiner äußeren Regionen ist gut sichtbar: Unter dem Einfluss kommt es zu einem Ausströmen von Gas der harten Strahlung junger heißer Sterne. Eine dieser Leuchten befindet sich ganz oben in der Wolke.
Der Zusammenbruch der Wolke ist auch auf ionisierende Strahlung des Emissionsnebels IC 434 zurückzuführen. Wenn man sich nun das optische Bild ansieht, fällt das Leuchten am Rand von Barnard 33 auf - die Ionisationsfront, auf die energiereiche Photonen treffen die äußeren Schichten der Wolke. All diese Strahlungen, die das Gas ionisieren, „blasen“es buchstäblich ab. In einem starken Magnetfeld beschleunigt, verlässt es die Wolke. Daher schmilzt der Pferdekopf allmählich und wird in ein paar Millionen Jahren ganz verschwinden.
Das langwellige Infrarotbild zeigt eine andere Struktur innerhalb des Nebels: Ein Gasbogen ist deutlich sichtbar, wo wir die bekannte Silhouette eines Pferdes in der Optik sehen.
Chemie der Gas- und Staubwolke
Da Dunkelnebel extrem k alt sind, fällt ihre eigene Strahlung auf den langwelligen Teil des Spektrums. Daher wird die chemische Zusammensetzung solcher Wolken untersucht, indem die Spitzen der Mikrowellen- und Radiospektren analysiert werden – die sogenannten Signaturen, die spektralen Signaturen bestimmter Moleküle. Auch die Infrarotstrahlung von Staub wird untersucht.
Der Hauptbestandteil eines jeden Nebels ist natürlich Wasserstoff – ungefähr 70 % davon. Helium - etwa 28 %; der Rest entfällt auf andere Stoffe. Es sollte beachtet werden, dass ihre Konzentrationen in verschiedenen Nebeln unterschiedlich sein können. In den Horsehead-Spektren wurden Signaturen von Wasser, Kohlenmonoxid, Ammoniak, Blausäure, neutralem Kohlenstoff und anderen Substanzen gefunden, die in interstellaren Wolken üblich sind. Es gibt auch organische Verbindungen: Ethanol, Formaldehyd, Ameisensäure. Es gab jedoch auch eine nicht identifizierte Leitung.
Im Jahr 2012 wurde berichtet, dass das Molekül, das für diese mysteriöse Signatur verantwortlich ist, endlich gefunden wurde. Es stellte sich heraus, dass es sich um eine einfache Kohlenwasserstoffverbindung C3H+ handelte. Interessanterweise wäre ein solches Molekülion unter irdischen Bedingungen nicht stabil, aber im interstellaren Nebel, wo die Materie extrem verdünnt ist, hindert nichts seine Existenz.
Sternenkindergarten
K alte und dichte Molekülwolken sind die Quelle der Sternentstehung, die Wiege zukünftiger Sterne und Planetensysteme. In der Theorie der Sternentstehung sind einige Details dieses Prozesses noch unklar. Aber die Existenz von protostellaren Objekten in verschiedenen Entwicklungsstadien in Dunkelnebeln sowie sehr jungen Sternen wurde anhand einer großen Menge von Beobachtungsdaten bewiesen.
Der Pferdekopf im Sternbild Orion ist da keine Ausnahme. Im Allgemeinen ist die gesamte riesige molekulare Orion-Wolke von einem aktiven gekennzeichnetSternentstehung. Und in den dichten Regionen von Barnard 33 gehen die Prozesse der Sternentstehung vor sich, zum Beispiel ist ein helles Objekt fast an seiner „Krone“eine junge Leuchte, die ihre „Kinderstube“aus Staub und Gas noch nicht verlassen hat. Es gibt ähnliche Objekte in dem Bereich, in dem sich der Nebel mit der großen Wolke verbindet. Die „Sternen-Kinderstube“im Pferdekopf funktioniert also und wird schließlich zur Zerstörung dieser spektakulären kosmischen Struktur führen.