Odkrywanie mgławicy Carina

Kiedy astronomowie chcą przyjrzeć się wszystkim etapom narodzin gwiazd i śmierci gwiazd w galaktyce Drogi Mlecznej, często zwracają wzrok na potężną Mgławicę Carina, w sercu gwiazdozbioru Carina. Jest często nazywany Mgławicą Dziurka od klucza ze względu na centralny obszar w kształcie dziurki od klucza. Według wszystkich standardów ta mgławica emisyjna (tzw. Ponieważ emituje światło) jest jedną z największych, jakie można zaobserwować z Ziemi, przyćmiewając Mgławica Oriona w gwiazdozbiorze Oriona. Ten rozległy region gazu molekularnego nie jest dobrze znany obserwatorom na półkuli północnej, ponieważ jest to obiekt na niebie południowym. Leży na tle naszej galaktyki i niemal wtapia się w pasmo światła, które rozciąga się po niebie.

Od momentu odkrycia ta gigantyczna chmura gazu i pyłu fascynuje astronomów. Zapewnia im one kompleksową lokalizację do badania procesów, które kształtują, kształtują, a ostatecznie niszczą gwiazdy w naszej galaktyce.

Mgławica Carina jest częścią ramienia Drogi Mlecznej Carina-Strzelec. Nasza galaktyka ma kształt spirali, z zestawem spiralnych ramion łukowych wokół centralnego rdzenia. Każdy zestaw broni ma określoną nazwę.

Odległość od Mgławicy Carina wynosi od 6000 do 10 000 lat świetlnych od nas. Jest bardzo rozległy, rozciąga się na około 230 lat świetlnych przestrzeni i jest dość ruchliwym miejscem. W jej granicach znajdują się ciemne chmury, w których formują się nowonarodzone gwiazdy, gromady młodych, gorących gwiazd, stare umierające gwiazdy i resztki gwiezdnych olbrzymów, które już wybuchły jako supernowe. Jego najbardziej znanym obiektem jest jasna niebieska gwiazda zmienna Eta Carinae.

Mgławicę Carina odkrył astronom Nicolas Louis de Lacaille w 1752 roku. Po raz pierwszy zaobserwował to w Południowej Afryce. Od tego czasu ekspansywna mgławica była intensywnie badana zarówno przez naziemne, jak i kosmiczne teleskopy. Jego regiony narodzin i śmierci gwiazd są kuszącym celem dla Kosmiczny teleskop Hubble, Spitzer Space Telescope, Chandra X-ray Observatory i wiele innych.

Proces narodzin gwiazd w Mgławicy Carina podąża tą samą ścieżką, co w innych chmurach gazu i pyłu w całym wszechświecie. Główny składnik mgławicy - gazowy wodór - stanowi większość zimnych chmur molekularnych w regionie. Wodór jest głównym budulcem gwiazd i powstał w Wielkim Wybuchu około 13,7 miliarda lat temu. W mgławicy przewleczone są chmury pyłu i innych gazów, takich jak tlen i siarka.

Mgławica jest usiana zimnymi, ciemnymi chmurami gazu i pyłu zwanymi kulkami Boka. Nazwano je od doktora Barta Boka, astronoma, który po raz pierwszy zorientował się, kim oni są. To tam mają miejsce pierwsze poruszenia narodzin gwiazd, ukryte. Ten obraz pokazuje trzy z tych wysp gazu i pyłu w sercu Mgławicy Carina. Proces narodzin gwiazd rozpoczyna się w tych chmurach jako powaga ściąga materiał na środek. Gdy więcej gazu i pyłu zbija się razem, temperatura rośnie i rodzi się młody obiekt gwiezdny (YSO). Po dziesiątkach tysięcy lat protostar w centrum jest wystarczająco gorący, aby rozpocząć stapianie wodoru w jego rdzeniu i zaczyna świecić. Promieniowanie nowonarodzonej gwiazdy zjada chmurę porodową, ostatecznie ją całkowicie niszcząc. Światło ultrafioletowe z pobliskich gwiazd rzeźbi również żłobki narodzin gwiazd. Proces ten nazywa się fotodysocjacją i jest produktem ubocznym narodzin gwiazd.

W zależności od tego, ile masy znajduje się w chmurze, urodzone w nim gwiazdy mogą znajdować się wokół masy Słońca - lub znacznie, znacznie większe. Mgławica Carina ma wiele bardzo masywnych gwiazd, które palą się bardzo gorąco i jasno i żyją krótko przez kilka milionów lat. Gwiazdy takie jak Słońce, które jest bardziej żółtym karłem, mogą żyć miliardy lat. Mgławica Carina ma mieszankę gwiazdy, wszyscy urodzeni w partiach i rozproszeni w przestrzeni.

Kiedy gwiazdy rzeźbią chmury narodzin gazu i pyłu, tworzą niesamowicie piękne kształty. W Mgławicy Carina istnieje kilka regionów, które zostały wykute w wyniku działania promieniowania z pobliskich gwiazd.

Jednym z nich jest Mystic Mountain, filar gwiazdotwórczego materiału, który rozciąga się na przestrzeni trzech lat świetlnych przestrzeni. Różne „szczyty” w górach zawierają nowo powstające gwiazdy, które pożerają drogę, podczas gdy pobliskie gwiazdy kształtują zewnętrzną stronę. Na szczytach niektórych szczytów są strumienie materiału spływające z ukrytych w środku małych gwiazd. Za kilka tysięcy lat w tym regionie będzie mała gromada gorących młodych gwiazd w większych granicach Mgławicy Carina. Jest wiele gromady gwiazd (asocjacje gwiazd) w mgławicy, co daje astronomom wgląd w sposoby formowania się gwiazd w galaktyce.

Masywna gromada gwiazd o nazwie Trumpler 14 jest jedną z największych gromad w Mgławicy Carina. Zawiera jedne z najbardziej masywnych i najgorętszych gwiazd Drogi Mlecznej. Trumpler 14 to otwarta gromada gwiazd, która gromadzi ogromną liczbę świetlistych, gorących młodych gwiazd upakowanych w regionie o średnicy około sześciu lat świetlnych. Jest częścią większej grupy gorących młodych gwiazd zwanej stowarzyszeniem gwiazd Carina OB1. Stowarzyszenie OB to zbiór od 10 do 100 gorących, młodych, masywnych gwiazd, które po narodzinach wciąż są skupione.

Stowarzyszenie Carina OB1 zawiera siedem gromad gwiazd, wszystkie urodzone mniej więcej w tym samym czasie. Ma także masywną i bardzo gorącą gwiazdę o nazwie HD 93129Aa. Astronomowie szacują, że jest on 2,5 miliona razy jaśniejszy niż słońce i jest to jedna z najmłodszych z masywnych gorących gwiazd w gromadzie. Sam Trumpler 14 ma tylko około pół miliona lat. Natomiast gromada gwiazd Plejady w Byku ma około 115 milionów lat. Młode gwiazdy w gromadzie Trumpler 14 wysyłają w mgławicy wściekle silne wiatry, które pomagają również wyrzeźbić chmury gazu i pyłu.

Kiedy gwiazdy wieku 14 Trumpler zużywają paliwo jądrowe w niesamowitym tempie. Kiedy ich wodór się wyczerpie, zaczną konsumować hel w rdzeniach. W końcu zabraknie im paliwa i zapadnie się na sobie. W końcu te masywne gwiezdne potwory eksplodują w ogromnych katastrofalnych wybuchach zwanych „wybuchy supernowych"Fale uderzeniowe z tych eksplozji wyślą ich elementy w kosmos. Materiał ten wzbogaci przyszłe generacje gwiazd powstających w Mgławicy Carina.

Co ciekawe, chociaż wiele gwiazd już się utworzyło w gromadzie otwartej Trumplera 14, wciąż pozostaje kilka chmur gazu i pyłu. Jednym z nich jest czarna globula w środkowej lewej części. Być może pielęgnuje jeszcze kilka gwiazd, które ostatecznie pożrą ich żłobek i zabłysną za kilkaset tysięcy lat.

Niedaleko od Trumplera 14 znajduje się masywna gromada gwiazd o nazwie Trumpler 16 - również będąca częścią stowarzyszenia Carina OB1. Podobnie jak jej odpowiednik z sąsiedztwa, ta otwarta gromada jest pełna gwiazd, które żyją szybko i umierają młodo. Jedną z tych gwiazd jest świecąca niebieska zmienna o nazwie Eta Carinae.

Ta masywna gwiazda (jedna z para binarna) przeżywa wstrząsy jako preludium do jego śmierci w wyniku ogromnej eksplozji supernowej zwanej hipernową, w ciągu najbliższych 100 000 lat. W latach 40. XIX wieku rozjaśnił się, stając się drugą najjaśniejszą gwiazdą na niebie. Następnie ściemniał przez prawie sto lat, zanim zaczął powoli się rozjaśniać w latach 40. Nawet teraz jest to potężna gwiazda. Promieniuje pięć milionów razy więcej energii niż Słońce, nawet gdy przygotowuje się do ostatecznego zniszczenia.

Druga gwiazda tej pary jest również bardzo masywna - około 30 razy większa od masy Słońca - ale jest ukryta przez chmurę gazu i pyłu wyrzucaną przez jej pierwotną. Chmura ta nazywa się „Homunculus”, ponieważ wydaje się mieć niemal humanoidalny kształt. Jego nieregularny wygląd jest tajemnicą; nikt nie jest pewien, dlaczego wybuchowa chmura wokół Eta Carinae i jej towarzysza ma dwa płaty i jest schowana w środku.

Kiedy Eta Carinae wysadzi stos, stanie się najjaśniejszym obiektem na niebie. W ciągu wielu tygodni będzie powoli zanikać. Pozostałości oryginalnej gwiazdy (lub obu gwiazd, jeśli obie eksplodują) będą pędzić falami uderzeniowymi przez mgławica. W końcu materiał ten stanie się budulcem nowych generacji gwiazd w odległej przyszłości.

Obserwatorzy nieba, którzy zapuszczają się na południowy kraniec półkuli północnej i na półkuli południowej, mogą łatwo znaleźć mgławicę w sercu konstelacji. Jest bardzo blisko konstelacji Crux, znanej również jako Krzyż Południowy. Mgławica Carina jest dobrym obiektem nieuzbrojonym okiem i staje się jeszcze lepsza dzięki spojrzeniu przez lornetkę lub mały teleskop. Obserwatorzy z dużymi teleskopami mogą spędzać dużo czasu badając gromady Trumplera, Homunculus, Eta Carinae i obszar dziurki od klucza w sercu mgławicy. Mgławicę najlepiej oglądać podczas półkula południowa lato i wczesna jesień (północna półkula zima i wczesna wiosna).

Zarówno dla amatorów, jak i profesjonalnych obserwatorów, Mgławica Carina oferuje szansę zobaczenia regionów podobnych do tego, które narodziło nasze Słońce i planety miliardy lat temu. Badanie obszarów porodu w tej mgławicy daje astronomom więcej wglądu w proces porodu i sposoby, w jakie gwiazdy gromadą się po urodzeniu.

W odległej przyszłości obserwatorzy będą również obserwować, jak gwiazda w sercu mgławicy wybucha i umiera, kończąc cykl życia gwiazdy.