Zirga galvas miglājs (tā oficiālais nosaukums ir Barnard 33) ir viens no slavenākajiem objektiem debesīs. Attēlos, kas uzņemti pat ar amatieru teleskopiem, tas izskatās ļoti iespaidīgi. Kas ir šis objekts un vai tas vienmēr izskatās parastajās fotogrāfijās optiskajā diapazonā?
Kur dzīvo kosmosa zirgs
Zirga galvas miglājs atrodas Oriona zvaigznājā – interesantiem objektiem bagātākajā debesu reģionā – tieši zem spožās zvaigznes Alnitak (Oriona jostas kreisā zvaigzne). Attālums līdz tam ir aptuveni 1600 gaismas gadi (apmēram 490 parseki). Tas nav pārāk tālu; pēc galaktikas standartiem viņa ir mūsu kaimiņiene.
Tomēr ar amatieru teleskopiem to nav viegli novērot, lai gan to ir iespējams nofotografēt, it īpaši, ja objektīvam uzliek īpašu filtru, kas pārraida tikai vienu no jonizētā ūdeņraža izstarotajām gaismas spektrālajām joslām.. Fakts ir tāds, ka Barnard 33 mums ir redzams uz cita miglāja fona - emisijas miglāja, kas intensīvi izstaro tieši šajā joslāspektrs. Izmantojot šo filtru, zirga galvas fotoattēls izskatās šādi (skatiet tālāk).
Iznāk no mākoņa
Ja paskatās uz miglāja fotogrāfiju, var redzēt, ka tas, šķiet, izplūst no milzīga, tumša mākoņa, ko apgaismo zvaigznes. Šis majestātiskais skats var šokēt un apburt cilvēku, īpaši, ja atceraties, ka kosmosa zirga "kakls" un "galva" aizņem kosmosa apgabalu, kura diametrs ir aptuveni 3,5 gaismas gadi.
Milzīgais veidojums, kurā tie ir neliela daļa, savukārt ir tikai elements vēl grandiozākā simtiem gaismas gadu garumā. Šajā struktūrā ietilpst lieli starpzvaigžņu putekļu un gāzes mākoņi, spilgti izkliedēti miglāji, tumši lodītes - izolēti gāzes un putekļu mākoņi, jaunas un veidojošas zvaigznes. Visu šo kompleksu sauc par "Oriona molekulāro mākoni".
Tumšā zirga galvas miglāja daba
Termins "tumšs" nozīmē, ka tas absorbē gaismu, bet pats to neizstaro un neizkliedē, un ir redzams optiskajā diapazonā tikai tāpēc, ka tā siluets pasargā gaismu no aiz tā esošā emisijas miglāja IC 434.
Šādi objekti ir salīdzinoši blīvi (pēc starpzvaigžņu standartiem), ļoti gari gāzu un putekļu mākoņi. Tiem ir raksturīgas ļoti neregulāras un neskaidras apmales, un tām bieži ir sarežģītas neregulāras formas.
Šie mākoņiauksts, to temperatūra nepārsniedz vairākus desmitus, dažreiz pat vienības, kelvinus. Gāze tur pastāv molekulārā formā, un ir arī starpzvaigžņu putekļi - cietas daļiņas, kuru izmērs ir līdz 0,2 mikroniem. Putekļu masa ir aptuveni 1% no gāzes masas. Vielas koncentrācija šādā molekulārajā mākonī var būt no 10-4 līdz 10-6 daļiņām uz kubikcentimetru.
Lielāko no mākoņiem var redzēt ar neapbruņotu aci, piemēram, Ogļu maisu Dienvidu krusta zvaigznājā vai Lielo bedri Cygnus zvaigznājā.
Infrasarkanais portrets
Visu viļņu astronomijas attīstība ļāva ieraudzīt pasauli visplašākajā tās izpausmju diapazonā. Galu galā fiziski objekti spēj izstarot ne tikai optiskajā diapazonā. Turklāt šis frekvenču diapazons - vienīgais, kas pieejams mūsu tiešajai uztverei - ir ļoti šaurs, un tas veido tikai nelielu daļu no visa starojuma no kosmosa.
Infrasarkanie stari var daudz pastāstīt par dažādiem kosmosa objektiem. Tātad, pētot molekulāros mākoņus, tie tagad ir neaizstājams instruments. Absorbējot optisko frekvenču gaismu, mākonis to neizbēgami atkārtoti izstaros spektra infrasarkanajā apgabalā, un šis starojums nesīs informāciju par miglāja uzbūvi un tajā notiekošajiem procesiem. Putekļi nav šķērslis šiem stariem.
2013. gadā ar kosmosa teleskopa palīdzību. Habls uzņēma vienu no visievērojamākajiem Zirga galvas miglāja attēliem. Fotoattēls uzņemts pie viļņa garuma 1,1 µm (zils pārklājums) un 1,6 µm(Oranža krāsa); ziemeļi pa kreisi. Bet viņa vairs neizskatās pēc zirga.
Kas ir iekšā?
Infrasarkanie attēli, šķiet, noņem putekļu priekškaru no miglāja, kā rezultātā kļūst redzama Barnard 33 mākoņu struktūra. Lieliski ir redzama tās ārējo reģionu dinamisms: reibumā notiek gāzes aizplūšana. jauno karsto zvaigžņu cietais starojums. Viens no šiem gaismekļiem atrodas mākoņa augšdaļā.
Mākoņa sabrukšanas cēlonis ir arī jonizējošais starojums no emisijas miglāja IC 434. Skatoties tagad uz optisko attēlu, uzkrītošs ir mirdzums ap Barnard 33 malu - jonizācijas fronte, kur enerģētiskie fotoni sastopas ar mākoņa ārējie slāņi. Visi šie starojumi, jonizējot gāzi, burtiski “izpūš” to. Paātrinoties spēcīgā magnētiskajā laukā, tas atstāj mākoni. Tādējādi Zirga galva pamazām kūst, un pēc dažiem miljoniem gadu tā izzudīs pavisam.
Infrasarkanā garā viļņa attēlā redzama atšķirīga struktūra miglājā: gāzes loks ir skaidri redzams vietā, kur redzam optikā pazīstamo zirga siluetu.
Gāzes un putekļu mākoņa ķīmija
Tā kā tumšie miglāji ir ārkārtīgi auksti, viņu pašu starojums krīt uz spektra garo viļņu daļu. Tāpēc šādu mākoņu ķīmiskais sastāvs tiek pētīts, analizējot mikroviļņu un radio spektru virsotnes - tā sauktos parakstus, noteiktu molekulu spektrālos parakstus. Tiek pētīts arī putekļu radītais infrasarkanais starojums.
Jebkura miglāja galvenā sastāvdaļa, protams, ir ūdeņradis – aptuveni 70% no tā. Hēlijs - aptuveni 28%; pārējo veido citas vielas. Jāņem vērā, ka to koncentrācija dažādos miglājos var atšķirties. Zirga galvas spektros tika atrasti ūdens, oglekļa monoksīda, amonjaka, ciānūdeņraža, neitrāla oglekļa un citu starpzvaigžņu mākoņiem raksturīgu vielu pazīmes. Ir arī organiskie savienojumi: etanols, formaldehīds, skudrskābe. Tomēr bija arī kāda neidentificēta līnija.
2012. gadā tika ziņots, ka beidzot ir atrasta molekula, kas ir atbildīga par šo noslēpumaino parakstu. Izrādījās, ka tas ir vienkāršs ogļūdeņraža savienojums C3H+. Interesanti, ka zemes apstākļos šāds molekulārais jons nebūtu stabils, taču starpzvaigžņu miglājā, kur matērija ir ārkārtīgi reti sastopama, nekas neliedz tai pastāvēt.
Zvaigžņu bērnudārzs
Auksti un blīvi molekulārie mākoņi ir zvaigžņu veidošanās avots, nākotnes zvaigžņu un planētu sistēmu šūpulis. Zvaigžņu veidošanās teorijā dažas šī procesa detaļas joprojām ir neskaidras. Bet pats fakts par protozvaigžņu objektu esamību dažādās attīstības stadijās tumšos miglājos, kā arī ļoti jaunām zvaigznēm, ir pierādīts, izmantojot lielu novērojumu datu apjomu.
Zirga galva Oriona zvaigznājā nav izņēmums. Kopumā visam milzu molekulārajam Orion mākonim ir raksturīgs aktīvszvaigžņu veidošanās. Savukārt Barnarda 33 blīvajos apgabalos norisinās zvaigžņu dzimšanas procesi, piemēram, spilgts objekts gandrīz pašā “vainaga” ir jauns gaismeklis, kas vēl nav atstājis savu putekļu un gāzu “audzētavu”. Līdzīgi objekti atrodas apgabalā, kur miglājs pievienojas lielajam mākonim. Tātad Zirga galvas "zvaigžņu audzētava" darbojas un galu galā novedīs pie šīs iespaidīgās kosmiskās struktūras iznīcināšanas.
