Prozkoumejte mlhovinu Carina

Když se astronomové chtějí podívat na všechna stádia zrození hvězd a smrti hvězd v galaxii Mléčná dráha, často upírají svůj pohled na mocnou mlhovinu Carina v srdci souhvězdí Carina. Díky své centrální oblasti ve tvaru klíčové dírky je často označována jako mlhovina Klíčové dírky. Podle všech norem je tato emisní mlhovina (tzv. Protože vyzařuje světlo) jednou z největších, které lze pozorovat ze Země, trpasličí Mlhovina Orion v souhvězdí Orion. Tato obrovská oblast molekulárního plynu není pozorovatelům na severní polokouli dobře známa, protože se jedná o objekt jižní oblohy. Spadá na pozadí naší galaxie a zdá se, že téměř zapadá do této skupiny světla, která se táhne po obloze.

Od svého objevu tento obrovský oblak plynu a prachu fascinoval astronomy. Poskytuje jim místo na jednom místě ke studiu procesů, které vytvářejí, tvarují a nakonec ničí hvězdy v naší galaxii.

Mlhovina Carina je součástí ramene Carina-Sagittarius Mléčné dráhy.

Vzdálenost od mlhoviny Carina je od nás vzdálena 6 000 až 10 000 světelných let. Je to velmi rozsáhlé, rozprostírající se kolem 230 světelných let prostoru a je to docela rušné místo. V jeho hranicích jsou tmavé mraky, kde se formují novorozené hvězdy, shluky horkých mladých hvězd, staré umírající hvězdy a zbytky hvězdných bytostí, které již vyhodily do vzduchu jako supernovy. Jeho nejznámějším objektem je zářivě modrá proměnná hvězda Eta Carinae.

Mlhovina Carina byla objevena astronomem Nicolasem Louisem de Lacaille v roce 1752. Poprvé to pozoroval z Jižní Afriky. Od té doby byla rozpínavá mlhovina intenzivně studována pozemními i kosmickými dalekohledy. Jeho regiony narození hvězd a smrti hvězd jsou lákavým cílem pro Hubbleův kosmický dalekohled, kosmický dalekohled Spitzer, rentgenová observatoř Chandra a mnoho dalších.

Proces zrození hvězdy v mlhovině Carina následuje stejnou cestu jako v jiných oblacích plynu a prachu v celém vesmíru. Hlavní složkou mlhoviny - vodíkovým plynem - je většina chladných molekulárních mraků v této oblasti. Vodík je hlavním stavebním kamenem hvězd a vznikl ve Velkém třesku asi před 13,7 miliardami let. V mlhovině jsou zahaleny mraky prachu a dalších plynů, jako je kyslík a síra.

Mlhovina je posetá studenými tmavými mraky plynu a prachu zvanými Bok globules. Jsou pojmenováni pro Dr. Bart Bok, astronoma, který jako první zjistil, o co jde. To je místo, kde se odehrává první míchání zrození hvězdy, skryté před pohledem. Tento obrázek ukazuje tři z těchto ostrovů plynu a prachu v srdci mlhoviny Carina. Proces zrození hvězdy začíná uvnitř těchto mraků jako gravitace táhne materiál do středu. Čím více se hromadí plyn a prach dohromady, stoupají teploty a rodí se mladý hvězdný objekt (YSO). Po desítkách tisíc let je protostar ve středu dost horký, aby v jádru začal roztavit vodík a začal svítit. Záření z novorozené hvězdy odchází při narození mrak a nakonec je úplně zničí. Ultrafialové světlo z blízkých hvězd také vyřezává školky pro narození hvězd. Tento proces se nazývá fotodisociace a jedná se o vedlejší produkt narození hvězd.

V závislosti na tom, kolik hmoty je v cloudu, se hvězdy, které se v ní narodily, mohou pohybovat kolem hmoty Slunce - nebo mnohem, mnohem větší. Mlhovina Carina má mnoho velmi hmotných hvězd, které hoří velmi horké a jasné a žijí krátké životy několika milionů let. Hvězdy, jako je Slunce, které je spíše žlutým trpaslíkem, mohou žít miliardy let. Mlhovina Carina má mix hvězdy, všichni narození v dávkách a rozptýlení po vesmíru.

Jak hvězdy vyřezávají zrození mraky plynu a prachu, vytvářejí úžasně krásné tvary. V mlhovině Carina existuje několik oblastí, které byly vytesány působením záření z blízkých hvězd.

Jedním z nich je Mystická hora, sloup materiálu vytvářejícího hvězdy, který se rozprostírá přes tři světelné roky vesmíru. Různé „vrcholy“ na hoře obsahují nově se formující hvězdy, které jedí cestu ven, zatímco okolní hvězdy formují vnější povrch. Na samých vrcholcích některých vrcholů jsou proudy materiálu stékající pryč z dětských hvězd skrytých uvnitř. Za několik tisíc let bude tento region domovem malého otevřeného shluku horkých mladých hvězd ve větších hranicích mlhoviny Carina. Je jich mnoho hvězdokupy (asociace hvězd) v mlhovině, což dává astronomům vhled do způsobů, jak se hvězdy vytvářejí společně v galaxii.

Masivní hvězdokupa zvaná Trumpler 14 je jedním z největších shluků v mlhovině Carina. Obsahuje některé z nejhmotnějších a nejžhavějších hvězd na Mléčné dráze. Trumpler 14 je klastr s otevřenými hvězdami, který obsahuje obrovské množství zářících horkých mladých hvězd zabalených do oblasti asi šest světelných let. Je součástí větší skupiny horkých mladých hvězd zvaných hvězdná asociace Carina OB1. Asociace OB je sbírka kdekoli mezi 10 až 100 horkými, mladými, hmotnými hvězdami, které jsou po narození stále seskupeny.

Sdružení Carina OB1 obsahuje sedm hvězdokup, všechny narozené ve stejnou dobu. Má také obrovskou a velmi horkou hvězdu zvanou HD 93129Aa. Astronomové odhadují, že je 2,5 miliónkrát jasnější než slunce a je to jedna z nejmladších z masivních horkých hvězd v kupě. Trumpler 14 sám o sobě je starý jen asi půl milionu let. Naproti tomu hvězdokupa Plejád v Tauru je stará asi 115 milionů let. Mladé hvězdy v klastru Trumpler 14 vysílají přes mlhovinu zuřivě silné větry, což také pomáhá vyřezávat oblaky plynu a prachu.

Jak hvězdy Trumpleru ve věku 14 let spotřebovávají své jaderné palivo úžasnou rychlostí. Když jim dojde vodík, začnou spotřebovávat hélium v ​​jejich jádrech. Nakonec jim dojde palivo a zhroutí se na sebe. Tyto masivní hvězdné příšery nakonec explodují při obrovských katastrofických výbuchech zvaných „výbuchy supernovy„Rázové vlny z těchto výbuchů pošlou své prvky ven do vesmíru. Tento materiál obohatí budoucí generace hvězd, které budou vytvořeny v mlhovině Carina.

Je zajímavé, že ačkoli se v otevřeném clusteru Trumpler 14 již vytvořilo mnoho hvězd, zbývá ještě několik mraků plynu a prachu. Jedním z nich je černá koule ve středu vlevo. Mohlo by to prospívat několika dalším hvězdám, které nakonec sníží jejich jesle a za pár set tisíc let září.

Kousek od Trumpleru 14 je masivní hvězdokupa zvaná Trumpler 16 - také součástí asociace Carina OB1. Stejně jako její protějšek od vedle, i tento otevřený shluk je plný hvězd, které žijí rychle a zemřou mladí. Jednou z těchto hvězd je zářivě modrá proměnná zvaná Eta Carinae.

Tato masivní hvězda (jedna z a binární pár) prošlo otřesy jako předehra k jeho smrti při masivní explozi supernovy zvané hypernova, někdy v příštích 100 000 letech. Ve 40. letech 19. století se rozzářila a stala se druhou nejjasnější hvězdou na obloze. Poté se téměř sto let ztmavla, než se ve 40. letech začalo pomalu rozjasňovat. I teď je to mocná hvězda. Vyzařuje pět milionůkrát více energie než Slunce, i když se připravuje na jeho případné zničení.

Druhá hvězda dvojice je také velmi masivní - asi třicetinásobek hmotnosti Slunce -, ale je skryta oblakem plynu a prachu vypuzovaného primární energií. Tento oblak se nazývá Homunculus, protože se zdá, že má téměř humanoidní tvar. Jeho nepravidelný vzhled je něčím tajemným; nikdo si není zcela jistý, proč výbušný mrak kolem Eta Carinae a jeho společnice má dvě laloky a je ve středu.

Když Eta Carinae vyhodí svůj stack, stane se nejjasnějším objektem na obloze. Po mnoho týdnů to bude pomalu mizet. Zbytky původní hvězdy (nebo obou hvězd, pokud obě explodují) vyběhnou v rázových vlnách skrz mlhovina. Nakonec se tento materiál stane ve vzdálené budoucnosti stavebními kameny nových generací hvězd.

Skygazers, kteří se pustí do jižních zásahů severní polokoule a po celé jižní polokouli, mohou snadno najít mlhovinu v srdci souhvězdí. Je to velmi blízko souhvězdí Crux, známé také jako jižní kříž. Mlhovina Carina je dobrým objektem s otevřeným okem a je ještě lepší díky pohledu dalekohledem nebo malým dalekohledem. Pozorovatelé s dalekohledy velké velikosti mohou strávit spoustu času prozkoumáváním trumplerských uskupení, Homunculus, Eta Carinae a oblasti Keyhole v centru mlhoviny. Mlhovina se nejlépe prohlíží během Jižní polokoule letní a začátkem podzimu (zima na severní polokouli a brzy na jaře).

Pro amatérské i profesionální pozorovatele nabízí mlhovina Carina šanci vidět oblasti podobné těm, které zrodily naše vlastní Slunce a planety před lety. Studium oblastí narození v této mlhovině poskytuje astronomům lepší vhled do procesu narození a způsobů, kterými se hvězdy po narození shlukují.

V daleké budoucnosti budou pozorovatelé také sledovat, jak hvězda v centru mlhoviny exploduje a umírá, čímž dokončuje cyklus hvězdného života.