Zjawiskowe mgławice - jedne z najpiękniejszych struktur Wszechświata

Na wstępnie warto wspomnieć jak owe struktury powstają.

Czas życia gwiazdy jest zależy od jej masy – im większa, tym „słoneczko” krócej świeci. Odchylenia są tak wielkie, że bardzo masywne obiekty umierają w ciągu paru milionów lat, a karzełki będą cieszyć się życiem dłużej niż dzisiejszy wszechświat istnieje. Należy tutaj zaznaczyć, że od jej masy zależne jest jak gwiazda umiera.

Dla stosunkowo lekkich obiektów, mniejszych niż osiem mas Słońca, jest to dość spokojne zdarzenie. Gdy gwiazda wypali wodór obecny w jądrze, reakcja fuzji „przenosi” się z ubogiego w niego jądra do jego otoczki, a samo jądro powoli kurczy i zwiększa swą helową masę dzięki syntezie helu w warstwie je otaczającej. Jądro w takim stanie jest zdegenerowane (bardzo gęste, mililitr tej materii ważyłby na Ziemi jakieś dziesięć ton), i powoli się rozgrzewa, żeby w końcu zabłysnąć. Następuje tak zwany błysk helowy, dzięki któremu zaczyna się nukleosynteza węgla, a następnie tlenu (pragnę zwrócić uwagę, że węgiel i inne pierwiastki tworzące związki chemiczne, z których składa się życie na Ziem, jak i sama Ziemia oraz inne planety Układu Słonecznego powstały właśnie w gwiazdach, w takim spokojnym etapie lub podczas ich gwałtownej śmierci tj. supernowej).

Kiedy hel wyczerpie się, zewnętrzna część gwiazdy rozszerza się i odrzuca swą powłokę, rozrzuca materię wokół siebie i oto mamy mgławicę planetarną, która posiada oświetlającego ją białego karła (karły wyróżniamy helowe, węglowe lub węglowo-tlenowe i ostatecznie węglowo-neonowo-magnezowe).

Przykładem mgławicy powstałej w takim procesie, z gwiazdy podobnej do Słońca jest Mgławica Eskimos w gwiazdozbiorze Bliźniąt, oddalona od Nas blisko 3,8 tysiąca lat świetlnych.


Drugą drogą do powstania mgławicy jest śmierć gwiazdy – wspomniana supernowa. Gwiazdy o masach większych niż osiem mas Słońca spalają wodór, spokojnie rozpoczynają spalanie helu i węgla (nie występuje tutaj stan zdegenerowania). W takim ciągu powstają jeszcze inne pierwiastki jak magnez, neon, tlen i krzem. Na końcu pojawia się triada: żelazo, kobalt i nikiel, czyli bardzo stabilne jądra, które hamują procesy energetyczne jądra gwiazdy (powstawanie jąder tych metali wymaga energii, a nie dostarcza jej) - dosłownie trują gwiazdę.

Gdy ona uzbiera około 1,4 masy Słońca tych pierwiastków w jądrze, zapada się ono pod wpływem własnej grawitacji, tworząc materię neutronową – rodzaj materii zdegenerowanej, jednak dużo gęstszej niż wcześniej wspomniana. Mililitr tej materii ważyłby na Ziemi jakieś 10... miliardów ton. Idąc dalej – gdyby nasza planeta składała się z tej materii to ten statek:


...byłby w stanie zmieścić w sobie masę naszej planety. Jest to największy supertankowiec jaki wyszedł ze stoczni, jednak pamiętajmy, mówimy o całej planecie...

Wracając do tematu, materia po kolapsie (zapadnięciu) zostaje wyrzucona z ogromną prędkością w przestrzeń, tworząc mgławicę. Przykładem takiego tworu jest Mgławica Krab.
W środku niej jako pozostałość po gwieździe nadaje pulsar – swego rodzaju gwiezdna rozgłośnia radiowa, można jej posłuchać, o tutaj:


Istnieją jeszcze mgławice protoplanetarne – są to skupiska materii, z których jak sama nazwa wskazuje powstają nowe ciała. W stosunku do wcześniej wspomnianych są stosunkowo nietrwałe.

A teraz kilka zapierających dech w piersiach obiektów tego typu :)


Filary stworzenia, chyba jedno z najbardziej znanych zdjęć, jakie wykonał Kosmiczny Teleskop Hubble'a, są częścią Mgławicy Orzeł znajdującej się w Gwiazdozbiorze Węża, oddalone około 7 tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Są „kosmiczną porodówką” (obszar H II), w której rodzą się nowe gwiazdy, ale niestety ją niszczą. Cała mgławica prezentuje się równie zachwycająco.



Wielka Mgławica w Orionie. Czy jest taka duża? Rozciąga się na obszarze 28x26 lat świetlnych, jest zarazem najbliższym (~1300 lat świetlnych od Ziemi) nam obszarem narodzin nowych gwiazd oraz pierwszą sfotografowaną mgławicą.
Gwiazdozbiór nieustraszonego Oriona zawiera cały kompleks mgławic. Jak Mgławica Płomień:


czy Koński Łeb:


A całe sąsiedztwo dwóch obiektów wygląda tak:


Jasna gwiazda między dwoma wspomnianymi mgławicami to Alnitak – jedna z trzech gwiazd tworzących asteryzm – Pas Oriona.


Abell 39. Jedna z bardzo zagadkowych mgławic, z uwagi na swój niemal idealnie sferyczny kształt. Gwiazdę, z której powstała bardzo dobrze widać w centrum, jest to biały karzeł. Mgławica stanowi bardzo cenny obiekt dla astronomów z uwagi na możliwości badawcze cykli życia gwiazd.

Innym przykładem niemal doskonale symetrycznego kształtu jest Mgławica Czerwony Czworokąt.


Znajduje się ona w gwiazdozbiorze Jednorożca, jakieś 2,3 tysiąca roku świetlnego od naszego domu. Jej charakterystyczny kształt zawdzięczamy dwóm młodym gwiazdom tworzącym układ podwójny. Jest to mgławica protoplanetarna.
W 2004 rozeszła się wieść, że wykryto tam związki organiczne – wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, a konkretnie antracen i piren, co może świadczyć o zalążkach jakiejś formy życia.

Skoro mowa o organicznych związkach, to nie sposób ominąć obłok molekularny, jakim jest Sagittarius B2. Znajduje się on w naszej galaktyce, jakieś 25 tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Jego masa jest oceniania na trzy miliony mas Słońca. Odkryto w nim ok. 50 związków organicznych jak mrówczan etylu, alkohol winylowy, metanol czy etanol. Jego spirytusowe zasoby - jak podaje BBC - są ogromne, bo wynoszą około 10 miliardów miliardów miliardów litrów etanolu. Czyli 10¹⁶ kilometrów sześciennych. Na naszej planecie woda zajmuje 1386 milionów km³ (oceany i morza), a zatem wspomniany obłok zawiera w sobie... ~7215 tysięcy razy więcej alkoholu, niż jest wody w wspominanych akwenach. Z uwagi na dużą wartość innych związków ta mieszanka pachnie jak rum lub maliny. A oto i wspomniana „gorzelnia”:



Mgławica Ślimak w Wodniku nazywana czasami „Okiem Boga” lub „Okiem Saurona”
Jedna z najjaśniejszych i najbliższych nam mgławic – odległa o zaledwie 700 lat świetlnych.

Zapewne kojarzycie żółtą kuleczkę pożerającą bestialsko inne kulki, wydając przy tym dźwięk „waka-waka”. Tak! Pacman również znalazł się w przestrzeni, a przynajmniej ktoś go tam widzi. Mgławica znajduje się w jednym z głównych ramion naszej galaktyki, w Ramieniu Perseusza i tak się prezentuje:


A Ty, dostrzegasz tam Pacmana?


Inną mgławicą szczególnie pobudzającą wyobraźnię jest Duch Jowisza, znajdująca się w Hydrze i odległa o 1,4 tysiąca roku świetlnego od Ziemi. Nazwana tak z uwagi na rozmiar kątowy i wygląd przypominający gazowego giganta strzegącego planet wewnętrznych Układu Słonecznego.


Mgławica Kocie Oko, znajdująca się w gwiazdozbiorze Smoka odległa o 3,3 tysiąca roku świetlnego:



Mgławica Motyl, znajdująca się w gwiazdozbiorze Skorpiona, oddalona o 4 tysiące lat świetlnych od Ziemi:



Wspomniałem o Wielkiej Mgławicy Oriona, która rozciąga się na dystansie 30 lat świetlnych, a teraz rzucimy okiem na Mgławicę Carina, której rozmiar jest szacowany na dziesięć razy więcej.


Jest to ogromny obszar gwiazdotwórczy, a obecne w niej gwiazdy z pomocą wytwarzanego przez nie wiatru rozgrzewają materię, co skutkuje tym, że „świeci” ona intensywnie w zakresie rentgenowskim. Z uwagi na jej rozmiar pokaże bardziej szczegółowo parę jej ciekawych struktur.

Mgławica Dziurka od Klucza:


Bardzo masywna gwiazda podwójna Eta Carinae, na zdjęciu widać jej masywniejszą składową otoczoną materią. Sama gwiazda jest nawet sto pięćdziesiąt razy masywniejsza niż Słońce i emituje cztery miliony razy więcej energii. Przyszła supernowa.


Obiekt Herbiga-Haro – jest to dżet (skoncentrowany strumień) materii powstały przy akrecji materii przez młodą gwiazdę.


Kolejne obszary H II: Mgławica Serce:


i Dusza:


Można je znaleźć w Gwiazdozbiorze Kasjopei. Mgławice na jednym ujęciu.



Źródła
https://ircamera.as.arizona.edu/NatSci102/NatSci10...
https://varia.awardspace.info/mglawice/mglawice_pl...
https://www.cybertech.net.pl/online/astro/article/gwiazdy/gwiazdy.htm
https://kevinsz.republika.pl/gwiazdy2.html
https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:isBULgcY7i4J:faculty.uncfsu.edu/aumantsev/Teaching/Degenerate matter.docx &cd=3&hl=pl&ct=clnk&gl=us
www.bbc.com
www.nasa.gov
apod.nasa.gov
Wykłady „Ewolucja Wszechświata”, Instytut Fizyki Politechniki Warszawskiej
Wiki PL i EN