Ūkai erdvėje – vienas iš visatos stebuklų, stebinantis savo grožiu. Jie vertingi ne tik vizualiai. Ūkų tyrimas padeda mokslininkams išsiaiškinti kosmoso ir jo objektų veikimo dėsnius, koreguoti teorijas apie Visatos raidą ir žvaigždžių gyvavimo ciklą. Šiandien apie šiuos objektus žinome daug, bet toli gražu ne viską.
Dujų ir dulkių mišinys
Gana ilgą laiką, iki praėjusio amžiaus vidurio, ūkai buvo laikomi žvaigždžių spiečiais, nutolusiais nuo mūsų dideliais atstumais. Spektroskopo naudojimas 1860 m. leido nustatyti, kad daugelis jų yra sudaryti iš dujų ir dulkių. Anglų astronomas W. Hegginsas išsiaiškino, kad ūkų sklindanti šviesa skiriasi nuo įprastų žvaigždžių spinduliuotės. Pirmojo spektre yra ryškių spalvų linijų, susimaišiusių su tamsiomis, o antruoju atveju tokių juodų juostų nepastebima.
Tolimesni tyrimai parodė, kad Paukščių Tako ir kitų galaktikų ūkaidaugiausia sudarytas iš karšto dujų ir dulkių mišinio. Dažnai susiduriama su panašiais š altais dariniais. Tokie tarpžvaigždinių dujų debesys taip pat vadinami ūkais.
Klasifikacija
Priklausomai nuo elementų, sudarančių ūką, savybių, yra keletas jų tipų. Visi jie dideliais kiekiais pristatomi kosmoso platybėse ir yra vienodai įdomūs astronomams. Ūkai, dėl vienokių ar kitokių priežasčių skleidžiantys šviesą, dažniausiai vadinami difuziniais arba šviesiais. Priešingai jiems pagrindiniame parametre, žinoma, yra tamsūs. Yra trijų tipų difuziniai ūkai:
- atspindintis;
- problema;
- supernovos likučiai.
Emisijos ūkai savo ruožtu yra suskirstyti į naujų žvaigždžių formavimosi regionus (H II) ir planetinius ūkus. Visi šie tipai pasižymi tam tikromis savybėmis, dėl kurių jie yra unikalūs ir verti nuodugniai ištirti.
Žvaigždžių formavimosi regionai
Visi emisijos ūkai yra įvairių formų šviečiančių dujų debesys. Pagrindinis jų elementas yra vandenilis. Veikiamas žvaigždės, esančios ūko centre, jis jonizuojasi ir susiduria su sunkesnių debesies komponentų atomais. Šių procesų rezultatas – būdingas rausvas švytėjimas.
Erelio ūkas arba M16 yra puikus tokio tipo objektų pavyzdys. Čia yra žvaigždžių formavimosi regionas, daug jaunų, taip pat masyvių karštų žvaigždžių. Erelio ūkas yra kuryra gerai žinomas kosmoso regionas – Kūrybos stulpai. Šios dujų sankaupos, susidarančios veikiant žvaigždžių vėjui, yra žvaigždžių formavimosi zona. Šviestuvai čia susidaro dėl dujų ir dulkių stulpelių suspaudimo, veikiant gravitacijai.
Neseniai mokslininkai sužinojo, kad kūrybos stulpais galėsime grožėtis dar tūkstantį metų. Tada jie išnyks. Tiesą sakant, stulpai buvo sunaikinti maždaug prieš 6000 metų dėl supernovos sprogimo. Tačiau šviesa iš šio kosmoso regiono mus pasiekia maždaug septynis tūkstančius metų, todėl astronomų mums apskaičiuotas įvykis yra tik ateities reikalas.
Planetos ūkai
Kito tipo šviečiančių dujų ir dulkių debesų pavadinimą pristatė W. Herschelis. Planetinis ūkas yra paskutinis žvaigždės gyvenimo etapas. Šviestuvo išmesti apvalkalai sudaro būdingą raštą. Ūkas primena diską, kuris paprastai supa planetą, kai žiūrima pro mažą teleskopą. Iki šiol žinoma daugiau nei tūkstantis tokių objektų.
Planetų ūkai yra raudonųjų milžinų virsmo b altais nykštukais dalis. Darinio centre yra karšta žvaigždė, savo spektru panaši į O klasės šviesulius. Jos temperatūra siekia 125 000 K. Planetų ūkai dažniausiai yra santykinai mažo dydžio – 0,05 parsek. Dauguma jų yra mūsų galaktikos centre.
Žvaigždės išmesto dujų apvalkalo masė yra maža. Tai panašaus Saulės parametro dešimtoji dalis. Dujų ir dulkių mišinys pašalinamas išūko centrą iki 20 km/s greičiu. Apvalkalas egzistuoja apie 35 tūkstančius metų, o vėliau tampa labai retas ir neišsiskiriantis.
Funkcijos
Planetos ūkas gali būti įvairių formų. Iš esmės, vienaip ar kitaip, jis yra arti kamuolio. Yra netaisyklingos formos apvalūs, žiedo, hantelio formos ūkai. Tokių kosminių objektų spektrai apima šviečiančių dujų ir centrinės žvaigždės emisijos linijas, o kartais ir žvaigždės spektro sugerties linijas.
Planetinis ūkas skleidžia didžiulį energijos kiekį. Jis yra daug didesnis nei centrinės žvaigždės. Formacijos šerdis dėl aukštos temperatūros skleidžia ultravioletinius spindulius. Jie jonizuoja dujų atomus. Dalelės kaitinamos, vietoj ultravioletinių spindulių pradeda skleisti matomus spindulius. Jų spektre yra emisijos linijų, kurios apibūdina darinį kaip visumą.
Katės akies ūkas
Gamta – tai meistrė, kurianti netikėtas ir gražias formas. Šiuo atžvilgiu vertas dėmesio planetinis ūkas, vadinamas Katės akimi (NGC 6543). Jis buvo atrastas 1786 m. ir buvo pirmasis, kurį mokslininkai identifikavo kaip šviečiančių dujų debesį. Katės akies ūkas yra Drako žvaigždyne ir turi labai įdomią sudėtingą struktūrą.
Jis susikūrė maždaug prieš 100 metų. Tada centrinė žvaigždė nusimetė savo apvalkalus ir suformavo koncentrines dujų ir dulkių linijas, būdingas objekto raštui. AntŠiandien išraiškingiausios centrinės ūko struktūros susidarymo mechanizmas lieka neaiškus. Tokio modelio atsiradimą gerai paaiškina dvigubos žvaigždės vieta ūko šerdyje. Tačiau kol kas nėra įrodymų, patvirtinančių šią padėtį.
NGC 6543 aureolės temperatūra yra maždaug 15 000 K. Ūko šerdis įkaista iki 80 000 K. Tuo pačiu metu centrinė žvaigždė yra kelis tūkstančius kartų šviesesnė už Saulę.
Didžiulis sprogimas
Didžiulės žvaigždės dažnai baigia savo gyvavimo ciklą su įspūdingais „specialiaisiais efektais“. Dėl didžiulių galių sprogimų šviestuvas praranda visus išorinius apvalkalus. Jie tolsta nuo centro 10 000 km/s greičiu. Judančios medžiagos susidūrimas su statine stipriai padidina dujų temperatūrą. Dėl to jo dalelės pradeda švytėti. Dažnai supernovos liekanos yra ne sferiniai dariniai, kas atrodo logiška, o įvairių formų ūkai. Taip nutinka todėl, kad dideliu greičiu išmetama medžiaga netaisyklingai formuoja krešulius ir sankaupas.
Tūkstančio metų senumo pėdsakai
Turbūt garsiausias supernovos likutis yra Krabo ūkas. Ją pagimdžiusi žvaigždė sprogo beveik prieš tūkstantį metų – 1054 m. Tiksli data buvo nustatyta pagal Kinijos kronikas, kur jos blyksnis danguje yra gerai aprašytas.
Būtingas krabų ūko modelis yra supernovos išmestos dujos, kurios dar nėra visiškai sumaišytos su tarpžvaigždine medžiaga. Objektas yra 3300 šviesmečių atstumu nuomus ir nuolat plečiasi 120 km/s greičiu.
Centre Krabo ūko liekana yra supernovos likutis – neutroninė žvaigždė, skleidžianti elektronų srautus, kurie yra nuolatinės poliarizuotos spinduliuotės š altiniai.
Atspindys ūkai
Kitas šių kosminių objektų tipas sudarytas iš š alto dujų ir dulkių mišinio, kuris pats negali skleisti šviesos. Atspindintys ūkai šviečia dėl netoliese esančių objektų. Tai gali būti žvaigždės arba panašūs išsklaidyti dariniai. Išsklaidytos šviesos spektras išlieka toks pat kaip ir jos š altinių, tačiau stebėtojui dominuoja mėlyna šviesa.
Labai įdomus tokio tipo ūkas siejamas su žvaigžde Merope. Šviestuvas iš Pleiades klasterio kelis milijonus metų naikina praeinantį molekulinį debesį. Dėl žvaigždės įtakos ūko dalelės išsirikiuoja tam tikra seka ir yra traukiamos link jo. Po kurio laiko (tikslus laikas nežinomas) Merope gali visiškai sunaikinti debesį.
Tamsus arklys
Difuziniai dariniai dažnai kontrastuojami su sugeriančiu ūku. Paukščių Tako galaktikoje jų yra daug. Tai labai tankūs dulkių ir dujų debesys, kurie sugeria šviesą iš spinduliuojančių ir atspindžių ūkų ir už jų esančių žvaigždžių. Šiuos š altus kosminius darinius daugiausia sudaro vandenilio atomai, nors juose yra ir sunkesnių elementų.
Puikus šio tipo atstovas yra Arklio galvos ūkas. Jis yra Oriono žvaigždyne. Būdinga ūko forma, tokia panaši į arklio galvą, susidarė dėl žvaigždžių vėjo ir radiacijos įtakos. Objektas aiškiai matomas dėl to, kad jo fone yra ryškus emisijos darinys. Tuo pačiu metu Arklio galvos ūkas yra tik maža išplėsto, beveik nematomo, sugeriančio dulkių ir dujų debesies dalis.
Hablo teleskopo dėka ūkai, įskaitant planetinius, šiandien yra žinomi daugeliui žmonių. Erdvės sričių, kuriose jos yra, nuotraukos daro įspūdį iki sielos gelmių ir nepalieka abejingų.
