Hobusepea udukogu (selle ametlik nimi on Barnard 33) on üks kuulsamaid taevaobjekte. Isegi amatöörteleskoopide abil tehtud piltidel tundub see väga muljetavaldav. Mis see objekt on ja kas see näeb alati välja tavalistel optilise ulatusega fotodel?
Kus elab kosmosehobune
Hobusepea udukogu asub Orioni tähtkujus – taevapiirkonnas, mis on kõige rikkam huvitavate objektide poolest – vahetult ereda tähe Alnitak (Orioni vöö vasak täht) all. Kaugus selleni on ligikaudu 1600 valgusaastat (umbes 490 parsekit). See pole liiga kaugel; galaktika standardite järgi on ta meie naaber.
Amatöörteleskoopidega pole seda aga lihtne jälgida, kuigi pildistada on võimalik, eriti kui panna objektiivile spetsiaalne filter, mis laseb läbi ainult ühte ioniseeritud vesiniku kiirgava valguse spektriribadest.. Fakt on see, et Barnard 33 on meile nähtav teise udukogu taustal - emissiooniudu, mis kiirgab intensiivselt just selles ribas.spekter. Kui see filter on rakendatud, näeb hobusepea foto välja selline (vt allpool).
Pilvest välja tulemas
Kui vaatate tähelepanelikult udukogu fotot, näete, et see näib väljuvat hiiglaslikust tumedast pilvest, mida valgustavad tähed. See majesteetlik vaatepilt võib inimest šokeerida ja võluda, eriti kui mäletate, et kosmosehobuse "kael" ja "pea" hõivavad ruumipiirkonna, mille läbimõõt on umbes 3,5 valgusaastat.
Tohutu moodustis, mille väikese osa nad moodustavad, on omakorda vaid element veelgi uhkemast, sadade valgusaastate pikkusest struktuurist. Sellesse struktuuri kuuluvad suured tähtedevahelised tolmu- ja gaasipilved, heledad hajutatud udukogud, tumedad gloobulid – eraldatud gaasi- ja tolmupilved, noored ja moodustuvad tähed. Kogu seda kompleksi nimetatakse "Orioni molekulaarpilveks".
Tumeda Hobusepea udukogu olemus
Termina "tume" tähendab, et see neelab valgust, kuid ei kiirga ega hajuta seda ise ning on optilises piirkonnas nähtav ainult seetõttu, et selle siluett varjab valgust selle taga asuva emissiooniudu IC 434 eest.
Sellised objektid on suhteliselt tihedad (tähtedevahelise standardi järgi), väga pikad gaasi- ja tolmupilved. Neid iseloomustavad väga ebakorrapärased ja ebaselged piirid ning neil on sageli keeruline ebakorrapärane kuju.
Need pilvedkülm, nende temperatuur ei ületa mitukümmend, mõnikord isegi ühikut, kelvinit. Gaas eksisteerib seal molekulaarsel kujul ja seal on ka tähtedevaheline tolm – kuni 0,2 mikroni suurused tahked osakesed. Tolmu mass moodustab umbes 1% gaasi massist. Aine kontsentratsioon sellises molekulaarpilves võib olla 10-4 kuni 10-6 osakest kuupsentimeetri kohta.
Suurimad pilved on palja silmaga näha, näiteks söekott Lõunaristi tähtkujus või Suur süvend Cygnuse tähtkujus.
Infrapunaportree
Kõiklainelise astronoomia areng võimaldas näha maailma selle ilmingute kõige laiemas ulatuses. Lõppude lõpuks on füüsilised objektid võimelised kiirgama mitte ainult optilises vahemikus. Pealegi on see sagedusvahemik – ainuke, mis on meie otsesele tajule kättesaadav – väga kitsas ja moodustab vaid väikese osa kogu kosmosekiirgusest.
Infrapunakiired võivad erinevate kosmoseobjektide kohta palju öelda. Seega on molekulaarpilvede uurimisel nüüd hädavajalik tööriist. Optiliste sageduste valgust neelates kiirgab pilv seda paratamatult uuesti spektri infrapunapiirkonnas ning see kiirgus kannab edasi informatsiooni udukogu ehituse ja selles toimuvate protsesside kohta. Tolm ei ole neile kiirtele takistuseks.
2013. aastal kosmoseteleskoobi abil. Hubble jäädvustas ühe tähelepanuväärsema pildi Hobusepea udukogust. Foto tehtud lainepikkustel 1,1 µm (sinine ülekate) ja 1,6 µm(Oranž värv); vasakul põhja pool. Kuid ta ei näe enam välja nagu hobune.
Mis sees on?
Infrapunapildid justkui eemaldaksid udukogult tolmukardina, mille tulemusena muutub nähtavaks Barnard 33 pilvestruktuur. Selle välimiste piirkondade dünaamilisus on suurepäraselt nähtav: mõju all toimub gaasi väljavool. noorte kuumade tähtede tugev kiirgus. Üks neist valgustitest asub pilve ülaosas.
Pilve kokkuvarisemise põhjuseks on ka emissiooniudu IC 434 ioniseeriv kiirgus. Vaadates nüüd optilist pilti, torkab silma Barnard 33 serva ümber olev kuma – ionisatsioonifront, kus energeetilised footonid kohtuvad pilve välimised kihid. Kõik need kiirgused, ioniseerivad gaasi, sõna otseses mõttes "puhuvad" selle maha. Tugevas magnetväljas kiirendades lahkub see pilvest. Seega hakkab Hobusepea järk-järgult sulama ja mõne miljoni aasta pärast kaob see üldse.
Pikalaineline infrapunakujutis näitab udukogus teistsugust struktuuri: gaasikaar on selgelt nähtav kohas, kus näeme optikast tuttavat hobuse siluetti.
Gaasi- ja tolmupilve keemia
Kuna tumedad udukogud on äärmiselt külmad, langeb nende enda kiirgus spektri pikalainelisele osale. Seetõttu uuritakse selliste pilvede keemilist koostist, analüüsides mikrolaine- ja raadiospektri tippe – nn signatuure, teatud molekulide spektraalsignatuure. Samuti uuritakse tolmu infrapunakiirgust.
Iga udukogu põhikomponendiks on loomulikult vesinik – umbes 70% sellest. heelium - ligikaudu 28%; ülejäänu moodustavad muud ained. Tuleb märkida, et nende kontsentratsioonid erinevates udukogudes võivad erineda. Hobusepea spektritest leiti vee, süsinikmonooksiidi, ammoniaagi, vesiniktsüaniidi, neutraalse süsiniku ja muude tähtedevaheliste pilvede jaoks levinud ainete tunnuseid. On ka orgaanilisi ühendeid: etanool, formaldehüüd, sipelghape. Siiski oli ka mõni tundmatu rida.
2012. aastal teatati, et selle salapärase allkirja eest vastutav molekul leiti lõpuks. Selgus, et tegemist on lihtsa süsivesinike ühendiga C3H+. Huvitav on see, et maapealsetes tingimustes ei oleks selline molekulaarne ioon stabiilne, kuid tähtedevahelises udukogus, kus aine on äärmiselt haruldane, ei takista miski selle olemasolu.
Star Lasteaed
Külmad ja tihedad molekulaarpilved on tähtede tekke allikas, tulevaste tähtede ja planeedisüsteemide häll. Tähtede tekkimise teoorias on selle protsessi mõned üksikasjad endiselt ebaselged. Kuid fakt, et tumedates udukogudes erinevates arenguetappides eksisteerivad prototäheobjektid, aga ka väga noored tähed, on tõestatud suure hulga vaatlusandmete abil.
Hobusepea Orioni tähtkujus pole erand. Üldiselt iseloomustab kogu hiiglaslikku molekulaarset Orioni pilve aktiivnetähtede teke. Ja Barnard 33 tihedates piirkondades toimuvad tähtede sünniprotsessid. Näiteks on peaaegu päris oma “kroonil” hele objekt noor valgusti, kes pole veel lahkunud oma tolmust ja gaasist koosnevast “lasteaiast”. Sarnased objektid on piirkonnas, kus udukogu ühineb suure pilvega. Seega Hobusepea 'tähtede lasteaed' töötab ja viib lõpuks selle suurejoonelise kosmilise struktuuri hävimiseni.
