En tåge er en virkelig vidunderlig ting at se. Opkaldt efter det latinske ord for "sky", er tåger ikke kun massive skyer af støv, brint og heliumgas og plasma; de er også ofte ”stjernebarne gartnerier” - dvs. stedet hvor stjerner fødes. Og i århundreder blev ofte fjerne galakser forvekslet med disse massive skyer.
Desværre skraber sådanne beskrivelser næppe overfladen af, hvad tåge er, og hvad der er betydning. Mellem deres dannelsesproces, deres rolle i stjernedannelse og planetarisk dannelse og deres mangfoldighed har tåge forsynet menneskeheden med utallige intriger og opdagelser.
I nogen tid har videnskabsmænd og astronomer været opmærksomme på, at det ydre rum ikke er et totalt vakuum. Faktisk er det sammensat af gas- og støvpartikler kendt samlet som Interstellar Medium (ISM). Cirka 99% af ISM er sammensat af gas, mens ca. 75% af dens masse har form af brint og de resterende 25% som helium.
Den interstellare gas består delvis af neutrale atomer og molekyler såvel som ladede partikler (aka plasma), såsom ioner og elektroner. Denne gas er ekstremt fortyndet med en gennemsnitlig densitet på ca. 1 atom pr. Kubikcentimeter. I modsætning hertil har Jordens atmosfære en densitet på ca. 30 quintillion molekyler pr. Kubikcentimeter (3,0 x 10)19 pr. cm³) ved havoverfladen.
Selvom den interstellære gas er meget spredt, tilføjes mængden af stof over de store afstande mellem stjernerne. Og til sidst, og med tilstrækkelig gravitationsattraktion mellem skyer, kan denne sag samles sammen og kollapse til former og planetsystemer.
Nebelformation:
I det væsentlige dannes en tåge, når dele af det interstellære medium gennemgår gravitations-sammenbrud. Gensidig gravitationsattraktion får stoffet til at klumpe sig sammen og danne områder med større og større tæthed. Herfra kan der dannes stjerner i midten af det kollapsede materiale, der har ultraviolet ioniserende stråling, der får den omgivende gas til at blive synlig ved optiske bølgelængder.
De fleste tåge er store i størrelse og måler op til hundreder af lysår i diameter. Selvom de er tættere end det rum, der omgiver dem, er de fleste nebler langt mindre tæt end noget vakuum, der er skabt i et jordisk miljø. Faktisk ville en nebular sky, der havde samme størrelse som Jorden, kun så meget materiale, at dens masse kun ville være et par kg.
Klassificering af nebler:
Stjernelige genstande, der kan kaldes Nebula, findes i fire hovedklasser. De fleste falder ind under kategorien Diffuse tåge, hvilket betyder, at de ikke har nogen veldefinerede grænser. Disse kan opdeles i to yderligere kategorier baseret på deres opførsel med synligt lys - “Emission Nebulae” og “Reflection Nebulae”.
Emissionståler er dem, der udsender spektral liniestråling fra ioniseret gas, og kaldes ofte HII-regioner, fordi de stort set er sammensat af ioniseret brint. I modsætning hertil udsender reflektionsnebler ikke betydelige mængder af synligt lys, men er stadig lysende, fordi de reflekterer lyset fra stjerner i nærheden.
Der er også, hvad der er kendt som Mørke tåge, uigennemsigtige skyer, der ikke udsender synlig stråling og ikke er oplyst af stjerner, men blokerer for lys fra lysende genstande bag dem. Meget som emissioner og reflektionsnebler er mørke tåber kilder til infrarøde emissioner, hovedsagelig på grund af tilstedeværelsen af støv i dem.
Nogle tåger dannes som et resultat af supernovaeksplosioner og klassificeres derfor som en Supernova Remnant Nebulae. I dette tilfælde oplever kortlivede stjerner implosion i deres kerner og sprænger deres ydre lag. Denne eksplosion efterlader en "rest" i form af en kompakt genstand - dvs. en neutronstjerne - og en sky af gas og støv, der ioniseres af eksplosionens energi.
Andre tåge kan dannes som Planetiske tåge, som involverer en lavmasse-stjerne, der kommer ind i det sidste trin i sit liv. I dette scenarie går stjerner ind i deres Red Giant-fase og mister langsomt deres ydre lag på grund af heliumglimt i deres indre. Når stjernen har mistet nok materiale, stiger dens temperatur, og UV-strålingen, den udsender, ioniserer det omgivende materiale, den har kastet.
Denne klasse indeholder også underklassen kaldet Protoplanetary Nebulae (PPN), som gælder for astronomiske objekter, der oplever en kortvarig episode i en stjerneudvikling. Dette er den hurtige fase, der finder sted mellem den Late Asymptotic Giant Branch (LAGB) og den følgende fase af planetarisk tåge (PN).
I den asymptotiske gigantfilialfase (AGB) -fase gennemgår stjernen massetab og udsender et cirkumstellært skal brintgas. Når denne fase kommer til ende, går stjernen ind i PPN-fasen, hvor den aktiveres af en central stjerne, hvilket får den til at udsende stærk infrarød stråling og blive en reflektionsnebula. PPN-fasen fortsætter, indtil den centrale stjerne når en temperatur på 30.000 K, hvorefter den er varm nok til at ionisere den omgivende gas.
Historie om tågeobservation
Mange nebuløse genstande blev bemærket på nattehimlen af astronomer under den klassiske antik og middelalderen. Den første registrerede observation fandt sted i 150 e.Kr., da Ptolemaios bemærkede tilstedeværelsen af fem stjerner i Almagast der syntes åbenlyst i hans bog. Han bemærkede også en region med lysstyrke mellem stjernebillederne Ursa Major og Leo, som ikke var forbundet med nogen observerbar stjerne.
I hans Book of Fixed Stars, skrevet i 964 CE, gjorde den persiske astronom Abd al-Rahman al-Sufi den første observation af en faktisk tåge. Ifølge al-Sufis observationer var "en lille sky" synlig i en del af nattehimlen, hvor Andromeda-galaksen nu vides at være placeret. Han katalogiserede også andre nebulous objekter, såsom Omicron Velorum og Brocchi's Cluster.
Den 4. juli 1054 var supernovaen, der skabte Crab Nebula (SN 1054,) synlig for astronomer på Jorden, og der er identificeret registrerede observationer, der blev foretaget af både arabiske og kinesiske astronomer. Mens der findes anekdotiske beviser for, at andre civilisationer har set supernovaen, er der ikke afsløret optegnelser.
Ved 1600-tallet førte forbedringer af teleskoper til de første bekræftede observationer af tåger. Dette begyndte i 1610, da den franske astronom Nicolas-Claude Fabri de Peiresc gjorde den første registrerede observation af Orion-tågen. I 1618 observerede den schweiziske astronom Johann Baptist Cysat også tågen; og i 1659 foretog Christiaan Huygens den første detaljerede undersøgelse af den.
I det 18. århundrede begyndte antallet af observerede tåger at stige, og astronomer begyndte at udarbejde lister. I 1715 offentliggjorde Edmund Halley en liste over seks tåger - M11, M13, M22, M31, M42 og den globulære klynge Omega Centauri (NGC 5139) - i hans "En beretning om adskillige tåge eller klare pletter som skyer, der for nylig blev opdaget blandt fixterstjernerne ved hjælp af teleskopet. ”
I 1746 udarbejdede den franske astronom Jean-Philippe de Cheseaux en liste med 20 nebler, inklusive otte, som ikke tidligere var kendt. Mellem 1751 og 53 katalogiserede Nicolas Louis de Lacaille 42 nebler fra Cape of the Good Hope, hvoraf de fleste tidligere var ukendte. Og i 1781 udarbejdede Charles Messier sin katalog over 103 "tåger" (nu kaldet Messier-objekter), skønt nogle var galakser og kometer.
Antallet af observerede og katalogiserede tågeudvidelser udvidede kraftigt takket være indsatsen fra William Herschel og hans søster, Caroline. I 1786 offentliggjorde de to deres Katalog over tusind nye nebler og klynger af stjerner, der blev fulgt op i 1786 og 1802 af et andet og tredje katalog. På det tidspunkt troede Herschel, at disse tåger kun var uopløste stjerner af stjerner, en tro, han ville ændre i 1790, da han observerede en ægte tåge omkring en fjern stjerne.
Fra 1864 begyndte den engelske astronom William Huggins at differentiere tåge baseret på deres spektre. Cirka en tredjedel af dem havde emissionspektret af en gas (dvs. emissionståger), mens resten udviste et kontinuerligt spektrum, der var konsistent med en masse af stjerner (dvs. planetariske tåger).
I 1912 tilføjede den amerikanske astronom Vesto Slipher underkategorien Reflektionsnebler efter at have observeret, hvordan en tåge, der omgiver en stjerne, matchede spektrene i den åbne klynge i Pleiades. I 1922, og som en del af den ”store debat” om spiralnebulernes natur og universets størrelse, var det blevet klart, at mange af de tidligere observerede nebler faktisk var fjerne spiralgalakser.
Samme år annoncerede Edwin Hubble, at næsten alle tåge er forbundet med stjerner, og at deres belysning kommer fra stjerne lys. Siden den tid er antallet af sande tåge (i modsætning til stjerne klynger og fjerne galakser) steget markant, og deres klassificering er blevet forbedret takket være forbedringer i observationsudstyr og spektroskopi.
Kort sagt er nebuloserne ikke kun udgangspunktet for stjernernes udvikling, men kan også være slutpunktet. Og mellem alle stjernesystemerne, der fylder vores galakse og vores univers, er nebuløse skyer og masser helt sikkert at finde, bare venter på at føde netgenerationen af stjerner!
Vi har skrevet mange interessante artikler om Nebulae her på Space Magazine. Her er en om Krabbe Nebula, Eagle Nebula, Orion Nebula, Pelican Nebula, Ring Nebula og Rosette Nebula.
For information om, hvordan stjerner og planeter fødes fra tågerne, her er tågeteorien, hvor er stjerner født? og hvordan blev solsystemet dannet?
Vi har et omfattende katalog over Messier-objekter også her på Space Magazine. Og for mere information, se disse sider fra NASA - Astronomiens billede af dagen og ringen holder en delikat blomst
Trætte øjne? Lad dine ører hjælpe dig med at lære for en forandring. Her er nogle episoder fra Astronomy Cast, der bare kan passe til din smag: Solen, pletter og alle og måner og Drake-ligningen, Stjerner i mangel og Ringe omkring stjerner.
