Εξερευνώντας το νεφέλωμα Carina

Όταν οι αστρονόμοι θέλουν να δουν όλα τα στάδια της γέννησης των αστεριών και του θανάτου των αστεριών στον γαλαξία του Γαλαξία, συχνά στρέφουν το βλέμμα τους στο ισχυρό Νεφέλωμα Καρίνας, στην καρδιά του αστερισμού Carina. Συχνά αναφέρεται ως το νεφέλωμα της Keyhole, λόγω της κεντρικής περιοχής της σε σχήμα κλειδαρότρυπας. Σύμφωνα με όλα τα πρότυπα, αυτό το νεφέλωμα εκπομπής (το λεγόμενο επειδή εκπέμπει φως) είναι ένα από τα μεγαλύτερα που μπορεί να παρατηρηθεί από τη Γη, Νεφέλωμα του Ωρίωνα στον αστερισμό Orion. Αυτή η τεράστια περιοχή μοριακού αερίου δεν είναι γνωστή στους παρατηρητές στο βόρειο ημισφαίριο, αφού είναι ένα αντικείμενο του νότιου ουρανού. Βρίσκεται ενάντια στο σκηνικό του γαλαξία μας και σχεδόν μοιάζει να αναμιγνύεται με εκείνη την δέσμη φωτός που εκτείνεται στον ουρανό.

Από την ανακάλυψή του, αυτό το γιγάντιο σύννεφο αερίου και σκόνης έχει γοητεύσει τους αστρονόμους. Παρέχει σε αυτούς μια ενιαία θέση για να μελετήσουν τις διαδικασίες που διαμορφώνουν, διαμορφώνουν και τελικά καταστρέφουν τα αστέρια στον γαλαξία μας.

Το νεφέλωμα Carina είναι μέρος του βραχίονα Carina-Τοξότη του Γαλαξία. Ο γαλαξίας μας έχει σχήμα σπιράλ, με ένα σύνολο σπειροειδών βραχιόνων που κουνώνουν γύρω από έναν κεντρικό πυρήνα. Κάθε σύνολο όπλων έχει ένα συγκεκριμένο όνομα.

Η απόσταση από το Νεφέλωμα Καρίνα είναι κάπου μεταξύ 6.000 και 10.000 έτη φωτός μακριά από μας. Είναι πολύ εκτεταμένο, που εκτείνεται σε περίπου 230 έτη φωτός του χώρου, και είναι αρκετά απασχολημένος. Μέσα στα όριά της είναι σκοτεινά σύννεφα όπου σχηματίζονται νεογέννητα αστέρια, συστάδες ζεστών νεαρών αστεριών, παλιά πεθαμένα αστέρια και τα κατάλοιπα αστρικών μεγαθήρων που έχουν ήδη ανατινάξει ως σουπερνόβα. Το πιο διάσημο αντικείμενο είναι το φωτεινό μπλε μεταβλητό αστέρι Eta Carinae.

Το νεφέλωμα Carina ανακαλύφθηκε από τον αστρονόμο Nicolas Louis de Lacaille το 1752. Το είδε για πρώτη φορά από τη Νότια Αφρική. Από τότε, το εκτεταμένο νεφέλωμα έχει μελετηθεί έντονα τόσο από τηλεσκόπια εδάφους όσο και διαστημικά. Οι περιοχές της γέννησης με αστέρι και του θανάτου των αστέγων αποτελούν δελεαστικούς στόχους για την Διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer, το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra και πολλά άλλα.

Η διαδικασία της γέννησης των αστεριών στο νεφέλωμα Carina ακολουθεί την ίδια πορεία που κάνει σε άλλα σύννεφα αερίου και σκόνης σε όλο το σύμπαν. Το κύριο συστατικό του νεφελώματος - αέριο υδρογόνο - αποτελεί την πλειονότητα των ψυχρών μοριακών νεφών στην περιοχή. Το υδρογόνο είναι το κύριο δομικό στοιχείο των αστέρι και προέρχεται από το Big Bang περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Οι σπείρες σε όλο το νεφέλωμα είναι σύννεφα σκόνης και άλλα αέρια, όπως το οξυγόνο και το θείο.

Το νεφέλωμα είναι γεμάτο με ψυχρά σκοτεινά σύννεφα αερίου και σκόνης που ονομάζονται σφαιρίδια Bok. Ονομάζονται για τον Δρ. Bart Bok, τον αστρονόμο που πρώτα κατάλαβε τι ήταν. Αυτά είναι όπου οι πρώτες αναταραχές της γέννησης αστέρι λαμβάνουν χώρα, κρυμμένες από την άποψη. Αυτή η εικόνα δείχνει τρία από αυτά τα νησιά αερίου και σκόνης στην καρδιά του νεφελώματος Carina. Η διαδικασία της γέννησης αστέρων αρχίζει μέσα σε αυτά τα σύννεφα, όπως βαρύτητα τραβά το υλικό στο κέντρο. Καθώς όλο και περισσότερα αέρια και σκόνη συγκεντρώνονται μαζί, οι θερμοκρασίες αυξάνονται και ένα νέο αστρικό αντικείμενο (YSO) γεννιέται. Μετά από δεκάδες χιλιάδες χρόνια, ο πρωτοστάτης στο κέντρο είναι αρκετά ζεστός ώστε να ξεκινήσει τη σύντηξη υδρογόνου στον πυρήνα του και αρχίζει να λάμπει. Η ακτινοβολία από το νεογέννητο αστέρι τρώει το σύννεφο της γέννησης, καταστρέφοντας τελικά τελείως. Το υπεριώδες φως από τα κοντινά αστέρια σμιλεύει επίσης τα φυτώρια αστεριών. Η διαδικασία ονομάζεται φωτοσύνδεση και είναι υποπροϊόν της γέννησης των αστεριών.

Ανάλογα με τη μάζα που υπάρχει στο σύννεφο, τα αστέρια που γεννιούνται μέσα σε αυτό μπορεί να είναι γύρω από τη μάζα του Ήλιου - ή πολύ, πολύ μεγαλύτερο. Το νεφέλωμα Carina έχει πολλά πολύ ογκώδη αστέρια, τα οποία καίγονται πολύ ζεστά και φωτεινά και ζουν μικρές ζωές λίγων εκατομμυρίων ετών. Τα αστέρια όπως ο Ήλιος, που είναι περισσότερο κίτρινος νάνος, μπορούν να ζήσουν με δισεκατομμύρια χρόνια. Το νεφέλωμα Carina έχει ένα μίγμα από αστέρια, όλα γεννημένα σε παρτίδες και διάσπαρτα μέσα από το διάστημα.

Καθώς τα αστέρια κοσμούν τα σύννεφα γέννησης αερίου και σκόνης, δημιουργούν εκπληκτικά όμορφα σχήματα. Στο νεφέλωμα Carina, υπάρχουν αρκετές περιοχές που έχουν χαράξει μακριά από τη δράση ακτινοβολίας από κοντινά αστέρια.

Ένας από αυτούς είναι το Mystic Mountain, ένας πυλώνας υλικού σχηματισμού αστέρι που εκτείνεται σε διάστημα τριών ετών φωτός. Διάφορες "κορυφές" στο βουνό περιέχουν νεοσύστατα αστέρια που τρώνε την έξοδό τους, ενώ κοντινά αστέρια διαμορφώνουν το εξωτερικό. Στην κορυφή κάποιων από τις κορυφές είναι πίδακες υλικού που ρέουν μακριά από τα αστέρια μωρών που είναι κρυμμένα μέσα. Σε μερικές χιλιάδες χρόνια, αυτή η περιοχή θα φιλοξενήσει ένα μικρό ανοιχτό σύμπλεγμα ζεστών νεαρών αστεριών μέσα στα μεγαλύτερα όρια του νεφελώματος Carina. Υπάρχουν πολλά αστέρια (ενώσεις άστρων) στο νεφέλωμα, που δίνει στους αστρονόμους μια εικόνα για τους τρόπους με τους οποίους σχηματίζονται μαζί αστέρες στον γαλαξία.

Το τεράστιο σύμπλεγμα αστέρων που ονομάζεται Trumpler 14 είναι ένα από τα μεγαλύτερα συγκροτήματα στο νεφέλωμα Carina. Περιέχει μερικά από τα πιο ογκώδη και πιο ζεστά αστέρια στον Γαλαξία. Το Trumpler 14 είναι ένα ανοιχτό σύμπλεγμα αστέρι που πακετάρει ένα τεράστιο αριθμό φωτεινών καυτών νεαρών αστεριών που συσκευάζονται σε μια περιοχή περίπου έξι ετών φωτός. Είναι μέρος μιας ευρύτερης ομάδας ζεστών νεαρών αστεριών που ονομάζεται αστρική ένωση Carina OB1. Μια ένωση OB είναι μια συλλογή από οπουδήποτε μεταξύ 10 έως 100 ζεστούς, νέους, μαζικούς αστέρες που είναι ακόμα συγκεντρωμένοι μαζί μετά τη γέννησή τους.

Ο σύλλογος Carina OB1 περιέχει επτά συστάδες άστρων, όλα γεννημένα περίπου την ίδια ώρα. Έχει επίσης ένα τεράστιο και πολύ ζεστό αστέρι που ονομάζεται HD 93129Aa. Οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι είναι 2,5 εκατομμύρια φορές φωτεινότερο από Ο ήλιος και είναι ένα από τα νεότερα από τα τεράστια ζεστά αστέρια στο σύμπλεγμα. Ο ίδιος ο Trumpler 14 είναι μόνο μισό εκατομμύριο χρονών. Αντίθετα, το σύμπλεγμα αστέρων των Πλειάδων στον Ταύρο είναι περίπου 115 εκατομμύρια χρόνια παλιά. Τα νεαρά αστέρια στο σύμπλεγμα Trumpler 14 στέλνουν έντονα ισχυρούς ανέμους μέσα από το νεφέλωμα, το οποίο βοηθά επίσης να γλυπτά τα σύννεφα του φυσικού αερίου και της σκόνης.

Όπως μεγαλώνουν τα αστέρια του Trumpler 14, καταναλώνουν το πυρηνικό τους καύσιμο με εκπληκτικό ρυθμό. Όταν το υδρογόνο τους εξαντληθεί, θα αρχίσουν να καταναλώνουν ήλιο στους πυρήνες τους. Τελικά, θα εξαντληθούν τα καύσιμα και θα καταρρεύσουν. Τελικά, αυτά τα τεράστια αστρικά τέρατα θα εκραγούν σε τεράστιες καταστροφικές εκρήξεις που ονομάζονται "εκρήξεις σουπερνόβα"Τα κύματα κλονισμού από αυτές τις εκρήξεις θα στείλουν τα στοιχεία τους στο διάστημα. Αυτό το υλικό θα εμπλουτίσει τις μελλοντικές γενιές των αστεριών που θα σχηματιστούν στο νεφέλωμα Carina.

Είναι ενδιαφέρον, παρόλο που πολλά άστρα έχουν ήδη σχηματιστεί μέσα στο ανοιχτό σύμπλεγμα Trumpler 14, εξακολουθούν να υπάρχουν μερικά σύννεφα αερίου και σκόνης που παραμένουν. Ένας από αυτούς είναι το μαύρο σφαιρίδιο στο κέντρο αριστερά. Μπορεί να καλλιεργεί μερικά ακόμα αστέρια που τελικά θα τρώνε μακριά την καλλιέργειά τους και θα λάμψουν σε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια.

Δεν απέχει πολύ από το Trumpler 14 είναι το τεράστιο σύμπλεγμα αστέρων που ονομάζεται Trumpler 16 - επίσης μέρος της ένωσης Carina OB1. Όπως το αντίστοιχο της δίπλα της, αυτό το ανοικτό σύμπλεγμα είναι γεμάτο από αστέρια που ζουν γρήγορα και θα πεθάνουν μικρά. Ένα από αυτά τα αστέρια είναι η φωτεινή μπλε μεταβλητή που ονομάζεται Eta Carinae.

Αυτό το τεράστιο αστέρι (ένα από τα δυαδικό ζεύγος) έχει ξεπεράσει τις αναταραχές ως προοίμιο του θανάτου του σε μια τεράστια έκρηξη του σουπερνόβα που ονομάζεται υπερνόβα, κάποια στιγμή στα επόμενα 100.000 χρόνια. Στη δεκαετία του 1840, φώτισε για να γίνει το δεύτερο πιο φωτεινό αστέρι στον ουρανό. Στη συνέχεια εξασθενούσε για περίπου εκατό χρόνια πριν ξεκινήσει μια αργή λαμπρότητα στη δεκαετία του 1940. Ακόμα και τώρα, είναι ένα ισχυρό αστέρι. Εκπέμπει πέντε εκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από ό, τι ο Ήλιος, ακόμα κι όταν προετοιμάζεται για την ενδεχόμενη καταστροφή του.

Το δεύτερο αστέρι του ζεύγους είναι επίσης πολύ μαζικό - περίπου 30 φορές η μάζα του Ήλιου - αλλά κρύβεται από ένα νέφος αερίου και σκόνης που εκτοξεύεται από το πρωτεύον του. Αυτό το σύννεφο ονομάζεται "ο Ομόνκου", επειδή φαίνεται να έχει σχεδόν ανθρώπινο σχήμα. Η ακανόνιστη εμφάνισή του είναι κάτι μυστήριο. κανένας δεν είναι σίγουρος γιατί το εκρηκτικό σύννεφο γύρω από την Eta Carinae και τον σύντροφό του έχει δύο λοβούς και είναι καρφωμένο στη μέση.

Όταν η Eta Carinae χτυπήσει τη στοίβα της, θα γίνει το φωτεινότερο αντικείμενο στον ουρανό. Σε πολλές εβδομάδες, θα εξασθενίσει αργά. Τα κατάλοιπα του αρχικού άστρου (ή αμφοτέρων των αστεριών, αν και τα δύο εκρήγνυνται) θα βυθιστούν σε κύματα σοκ μέσω του νεφέλωμα. Τελικά, το υλικό αυτό θα γίνει το δομικό στοιχείο νέων γενεών αστέρι στο μακρινό μέλλον.

Οι Skygazers, που μπαίνουν στην νότια περιοχή του βόρειου ημισφαιρίου και σε όλο το νότιο ημισφαίριο, μπορούν εύκολα να βρουν το νεφέλωμα στην καρδιά του αστερισμού. Είναι πολύ κοντά στον αστερισμό Crux, γνωστό και ως Νότιο Σταυρό. Το νεφέλωμα Carina είναι ένα καλό αντικείμενο γυμνού οφθαλμού και γίνεται ακόμη καλύτερο με μια ματιά μέσα από κιάλια ή ένα μικρό τηλεσκόπιο. Οι παρατηρητές με τα μεγάλα τηλεσκόπια μπορούν να περάσουν πολύ χρόνο για να εξερευνήσουν τις συστάδες Trumpler, το Homunculus, την Eta Carinae και την περιοχή Keyhole στην καρδιά του νεφελώματος. Το νεφέλωμα φαίνεται καλύτερα κατά τη διάρκεια του Νότιο ημισφαίριο καλοκαίρι και αρχές του φθινοπώρου μήνες (χειμώνα βόρειου ημισφαιρίου και νωρίς την άνοιξη).

Για τους ερασιτέχνες και τους επαγγελματίες παρατηρητές, το νεφέλωμα Carina προσφέρει την ευκαιρία να δούμε περιοχές παρόμοιες με εκείνες που γεννήθηκαν στον δικό μας Ήλιο και πλανήτες πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Μελετώντας τις περιοχές του γένους του νεκρού σε αυτό το νεφέλωμα δίνουν στους αστρονόμους περισσότερη εικόνα για τη διαδικασία της γέννησης και για τους τρόπους με τους οποίους τα αστέρια συσσωρεύονται μετά τη γέννησή τους.

Στο μακρινό μέλλον, οι παρατηρητές θα παρακολουθήσουν επίσης ως αστέρι στην καρδιά του νεφελώματος εκρήγνυται και πεθαίνει, συμπληρώνοντας τον κύκλο της ζωής των αστεριών.