Туманностью Млечного Пути называется участок межзвездной среды, который выделяется собственным излучением или его поглощением на общем фоне небесного пространства.
Рисунок 1. Млечный путь и туманности. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В 1920-е годы ученые узнали о существовании большого количества галактик среди туманностей (среди них есть Туманность Андромеды). Туманности состоят из газа, плазмы и пыли.
История возникновения туманностей Млечного Пути
В астрономии туманностями изначально представлялись любые светящиеся объекты, включая галактики за пределами Млечного Пути и звездные скопления. Некоторые из примеров использования таких названий сохранились до сих пор (например, галактику Андромеды часто называют туманностью Андромеды.
В 1787 году Ш. Мессье, чья деятельность была направлена на поиск комет, составил каталог диффузных неподвижных объектов. Такие объекты напоминали сами кометы. В каталоге Мессье оказались не только туманности, но и другие объекты, такие как, например, галактики, а также звездные скопления.
Рисунок 2. Самая красивая туманность Млечного Пути. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
С развитием астрономии и совершенствованием возможностей телескопов, такое понятие, как туманность становится все более узконаправленным. Так, часть туманностей ученые идентифицировали как звездные скопления. Ими так же были обнаружены темные газопылевые туманности. В 1920-х годах ученым удалось установить природу ряда галактик.
Темные и отражательные туманности
Туманности бывают темными и отражательными. Темные являются плотными (обычно молекулярными) облаками межзвездного газа и пыли, непрозрачными из-за того, что межзвездная пыль поглощает свет.
Зачастую темные туманности видны на фоне светлых. Реже они просматриваются на фоне Млечного Пути. К таким относится туманность «Угольный Мешок» и многие другие (более мелкие), которые называются гигантскими глобулами.
В тех частях туманностей, которые в оптическом диапазоне будут прозрачными, становится хорошо заметной волокнистая структура. Такая структура и общая вытянутость туманностей объясняется присутствием в них магнитных полей. Эти поля затрудняют поперечное движение вещества относительно силовых линий и способствую развитию ряда разновидностей магнитогидродинамических неустойчивостей. Взаимосвязь пылевого компонента вещества туманностей и магнитных полей объясняется электрической заряженностью пылинок.
Отражательные туманности представляют собой газово-пылевые облака, которые подсвечиваются звёздами. Бывает, что местонахождение звезды - в межзвездном облаке или около него, но при этом она недостаточно горячая для ионизации вокруг себя значительного количества межзвездного водорода. Тогда в качестве основного источника оптического излучения туманности выступает свет звезд, который рассеивается межзвездной пылью. Пример таких туманностей можно наблюдать вокруг ярких звёзд в скоплении Плеяды.
Большинство из отражательных туманностей находится вблизи плоскости Млечного Пути. Отражательные туманности могут наблюдаться и на высоких галактических широтах. Они представляют собой газово-пылевые (молекулярные) облака, разные по размеру, форме, массе и плотности. Их подсвечивают совокупные излучение звёзд диска Млечного Пути. Излучения затрудняет очень низкая поверхностная яркость, которая обычно намного слабее фона неба. В редких случаях при проецировании на изображениях галактик, на их фотографиях могут возникать несуществующие в действительности детали в виде перемычек, хвостов и пр.
Некоторые из отражательных туманностей имеют кометообразную форму, поэтому называются кометарными. У таких туманностей бывает переменная яркость, а их размеры, как правило, очень незначительные (сотые доли парсека).
Редкая разновидность отражательной туманности - световое эхо, которое ученые наблюдали после вспышки новой звезды в созвездии Персея (1901 г.). Слабая туманность возникла как результат яркой вспышки новой звезды и подсвечивания пыли и наблюдалась несколько лет. Помимо светового эха, после вспышек новых звезд, могут возникать газовые туманности, которые подобны остаткам вспышек сверхновых звёзд.
Многим отражательным туманностям свойственна тонковолокнистая структура. Она представляет собой систему параллельных волокон с толщиной в несколько сотых (тысячных) долей парсека. Происхождение волокон ученые объяснили желобковой (перестановочной) неустойчивостью в туманности, пронизываемой магнитным полем. Газовые и пылевые волокна способны раздвинуть силовые линии магнитного поля и внедриться между ними с целью образования тонких нитей.
Изучение распределения яркости и поляризации света по поверхности отражательных туманностей, а также измерение зависимости этих параметров от длины волны позволяют установить такие свойства межзвездной пыли, как альбедо, индикатрису рассеяния, размер, форму и ориентацию пылинок.
Туманности от ударных волн
Вследствие разнообразия и многочисленности источников сверхзвукового движения веществ в межзвездной среде, возникает большое количество различных туманностей, которые образованы ударными волнами.
Обычно долго такие туманности не существуют, поскольку они исчезают после того, как кинетическая энергия движущегося газа исчерпалась. Главным источником сильных ударных волн в межзвездной среде выступают:
- взрывы звезд, представляющие сбросы оболочек во время вспышек новых и сверхновых звезд;
- звездный ветер, вследствие воздействия которого образуются особые пузыри.
Во всех этих случаях присутствует точечный источник выброса веществ. Формируемые таким образом туманности будут внешне напоминать расширяющуюся оболочку, близкую по форме к сферической.
Газ, нагреваемый до температуры в несколько миллионов градусов, начинает излучать в рентгеновском диапазоне не только в непрерывном спектре, но и в спектральных линиях. В оптических спектральных линиях он будет светиться очень слабо.
Когда ударная волна сталкивается с неоднородностями межзвездной среды, она огибает уплотнения. Внутри них распространяется ударная волна, более медленная, чем предыдущая, вызывая при этом излучения в спектральных линиях оптического диапазона. Следствием этого процесса становится возникновение ярких волокон, хорошо заметных на фотографиях.
