Реферат: Туманности

...спиральные туманности отличаются от галактической системы и либо являются туманностями, либо должны иметь намного большие размеры, или же состоят из большего числа или из более ярких звезд.

Поскольку предполагалось, что спиральные туманности, если они являются галактиками, подобными Млечному Пути, должны иметь приблизительно такие же размеры, то первая возможность представлялась более правдоподобной. Ошибка крылась между тем в недооценке размеров нашей Галактики. Окончательное доказательство истинной природы туманностей могло быть получено, если бы удалось измерить расстояния до спиралей: расстояния, сравнимые с размерами Млечного Пути, указали бы, что туманности находятся за пределами галактики, и, следовательно, подтвердили бы теорию островных вселенных.

Галактические туманности

“Дыры” в небесах

Существует много видов галактических туманностей. Их объединяет то, что они представляют собой большие концентрации межзвездного вещества, которое легко обнаруживает свое сушествование в виде темных или светящихся пятен. Существование темных областей в Млечном Пути было известно астрономам с тех пор как английский астроном Вильям Гершель провозгласил: “ Несомненно, это дыра в небесах!” И прошло немало времени, прежде чем они были правильно объяснены. В 1903 году Кларк писала :

О том, что темные звезды существуют поодиночке и группами, как и темные туманности, мы заключаем почти с неизбежностью; но эти провалы в Галактике не могут быть занесены в число проявлений темной материи. Они, наоборот, являются тем, чем кажутся, - промежутками беззвездного пространства между соседними звездными облаками и свидетельствуют о процессах распада облаков, и продвигающихся невероятно медленно к своему невообразимому концу.

А в 1919 году Барнард ( американский астроном (1857-1923), член Национальной АН) заметил:

Я сначала не верил в существование этих темных поглащающих масс. Доказательства их реальности не были до конца убедительными. Однако позднее, после изучения полученных мною фотографий и особенно после визуального исследования некоторых темных областей, я пришел к выводу, что многие из этих пятен вызваны не просто недостатком звезд, но являются реальными поглощающими свет телами, более близкими к нам, чем далекие звезды.

Барнард создал каталог темных облаков. Он подтвердил ранее подмеченное обстоятельство, что темные туманности имеют сильную тенденцию располагаться вдоль галактического экватора (пересечение плоскости Галактики и небесной сферы). Примером темных облаков служит туманность Конская голова в Орионе (Рис. 5).

Эмиссионные туманности

Бросающейся в глаза особенностью эмиссионных туманностей (туманность Ориона (Рис. 4) и Трехраздельная туманность (Рис. 7) принадлежат этому типу) является множество ярких эмиссионных линий в их спектрах. Эти спектральные линии являются как бы опознавательными “ярлыками”. Именно эти линии и привели к открытию туманностей во всех частях Млечного Пути и даже в далеких галактиках. Наилучшим образцом эмиссионной туманности может служить туманность Тарантул в Большом Магеллановом Облаке (Рис. 9). Туманности в Малом Магеллановом Облаке менее яркие и менее заметные (Рис. 11). Эмиссионная туманность излучает свет, характерный для вещества, из которого она состоит, если ее подходящим образом освещает звезда. Мы можем себе представить звезды как гигантские фонари, которые освещают смесь флуоресци-рующего вещества (атомы) и отражающих свет частиц (пыль). Непрерывные спектры эмиссион-ных туманностей, по-видимому, образуются не только вследствие отражения света от пылинок, но также в результате эмиссионных процессов, в которых принимают участие тяжелые атомы. Если свет “фонаря” богат ультрафиолетом, газ флуоресцирует и появляются яркие линии. Но когда присутствуют лишь сравнительно холодные звезды, то нет того изобилия ультрафиолетовой радиации, которую атом может поглощать и излучать заново в форме видимых ярких линий.

В таком случае звездный свет, падающий на туманность, рассеивается частичками пыли и спектр туманности оказывается простым отраже-нием спектра звезды. Эмиссионные туманности являются истинными туманностями, оправдываю-щими свое название.

Отражательные туманности

Отражательные туманности были открыты Слайфером, который в 1913 году наблюдал спектр туманностей в Плеядах (Рис. 3). Вместо ожидаемых эмиссионных линий он нашел непрерывный спектр, испещренный линиями по-глощения, и заметил, что “...весь спектр является точной копией спектров ярких звезд в Плеядах”. В этих туманностях свет звезды отражается мелкими пылевыми частицами. Большая часть таких туманностей освещается горячими голубыми звездами высокой свети-мости. Туманности также являются голубыми; по-видимому, они даже голубее, чем освещающие их звезды, т.к. свет звезды, проходя через облака из очень маленьких пылевых частиц, краснеет; следовательно, рассеяный отражаю-щими туманностями свет кажется голубее.

Планетарные туманности

Планетарные туманности выглядят как маленькие, слабо святящиеся диски или кольца, слегка напоминающие диски планеты. Планетарные туманности состоят из газа, но они не являются ни планетами, ни настоящими туманностями, так что вряд ли можно было бы придумать для них менее удачное название, чем это общепринятое. Наиболее известна Кольцевая туманность в созвездии Лиры (Рис. 11), открытая в 1779 году. Она состоит из центральной звезды, окруженной газовой оболочкой. При детальном рассмотрении стано-вится заметно, что на краях сосредоточено больше светящегося вещества, чем в центре, поэтому туманность выглядит как кольцо. Все планетарные туманности расширяются. Их возраст вряд ли может превышать несколько десятков тысяч лет, по имеющимся оценкам; если газовая оболочка сбрасывается старой звездой (а это, вероятно, так), вещество оболочки не может продолжать светиться много дольше ста тысяч лет или около того. По одной из теорий планетарные туманности порождаются звездами - красными гигантами, сбрасывающими в пространство свои внешние слои, так что центральные звезды планетарных туманностей представляют собой ядро красных гигантов. Идея сброса оболочки хорошо согласуется с предполагаемой эволюционной последователь-ностью, хотя отнюдь нельзя с уверенностью считать, что каждая нормальная звезда неизбежно порождает планетарную туманность на поздних этапах своей жизни.

Еще немного о туманностях.

Существуют еще несколько видов туманностей, на которые они разделены, например, диффузные туманности. Такие диффузные туманности, как туманность Ориона (Рис. 4), Киля (Рис. 12), Трехраздельная (Рис. 13) - это сложные

неправильной формы образования, газ и пыль которых тесно связаны между собой.

Существуют, наконец, туманности, представляющие собой конечный продукт звездной эволюции. Среди них наиболее известна Крабовидная туманность (Рис.14). Почти все прочие объекты такого типа имеют значительно больший возраст, и поэтому их особенности не так отчетливо выражены. В любом случае Крабовидная туманность - с необычайным пульсаром в центре - представ-ляется исключительным объектом. У волокнистой туманности Лебедя (Рис. 15) хорошо заметна дугообразная форма светящегося вещества; все говорит о том, что это - остаток взрыва сверхновой, происшедшего в доисторические времена.

Бывают туманности, связанные с процессом рождения звезд. Тоже можно сказать об обычных газовых, или галактических, туманностях, таких, как созвездие Ориона (Рис. 4). В глубине этой туманности находится инфракрас-ный источник, известный под названием “объект Беклина”, постоянно скрытый от земного наблюдателя веществом туманности. Это либо очень молодая звезда, либо какой-то чрезвы-чайно мощный объект со светимостью, не менее чем в миллион раз превышающий светимость Солнца.

Однако узнать, что это на самом деле, не представляется возможным: изучению доступно только инфракрасное излучение объекта, спо-собное пройти сквозь туманность и достичь Земли. Многие вопросы, связанные с туман-ностями, остаются открытыми и, наверное, новые вопросы будут возникать постоянно в процессе изучения.