Arklio galvos ūkas (jo oficialus pavadinimas yra Barnardas 33) yra vienas žinomiausių objektų danguje. Nuotraukose, darytose net naudojant mėgėjų teleskopus, atrodo labai įspūdingai. Kas tai yra objektas ir ar jis visada atrodo įprastose nuotraukose optiniame diapazone?
Kur gyvena kosminis arklys
Arklio galvos ūkas yra Oriono žvaigždyne – dangaus regione, kuriame gausu įdomių objektų – tiesiai po ryškia žvaigžde Alnitak (kairioji Oriono juostos žvaigždė). Atstumas iki jo yra maždaug 1600 šviesmečių (apie 490 parsekų). Tai ne per toli; pagal galaktikos standartus ji yra mūsų kaimynė.
Tačiau nelengva tai stebėti mėgėjiškais teleskopais, nors nufotografuoti galima, ypač jei ant objektyvo uždedate specialų filtrą, kuris praleidžia tik vieną iš jonizuoto vandenilio skleidžiamos šviesos spektrinių juostų. Faktas yra tas, kad Barnardas 33 mums matomas kito ūko fone – emisijos ūko, kuris intensyviai spinduliuoja būtent šioje juostoje.spektras. Pritaikius šį filtrą, arklio galvos nuotrauka atrodo taip (žr. toliau).
Išeinu iš debesies
Jei atidžiai pažvelgsite į ūko nuotrauką, pamatysite, kad jis išnyra iš milžiniško tamsaus debesies, apšviesto žvaigždžių. Šis didingas vaizdas gali šokiruoti ir sužavėti žmogų, ypač jei prisimenate, kad kosminio žirgo „kaklas“ir „galva“užima maždaug 3,5 šviesmečio skersmens erdvės sritį.
Didžiulis darinys, kurio maža dalis jie yra, savo ruožtu yra tik dar didingesnės, šimtų šviesmečių ilgio struktūros elementas. Ši struktūra apima didelius tarpžvaigždinius dulkių ir dujų debesis, ryškius difuzinius ūkus, tamsius rutulius – izoliuotus dujų ir dulkių debesis, jaunas ir besiformuojančias žvaigždes. Visas šis kompleksas vadinamas „Oriono molekuliniu debesiu“.
Tamsiojo arklio galvos ūko prigimtis
Sąvoka „tamsi“reiškia, kad ji sugeria šviesą, bet pati jos nespinduliuoja ir neišsklaido, o optiniame diapazone matoma tik todėl, kad jo siluetas apsaugo šviesą nuo už jo esančio emisijos ūko IC 434.
Tokie objektai yra gana tankūs (pagal tarpžvaigždinius standartus), labai ilgi dujų ir dulkių debesys. Jiems būdingos labai netaisyklingos ir neaiškios kraštinės ir dažnai sudėtingos netaisyklingos formos.
Šie debesysš alta, jų temperatūra neviršija kelių dešimčių, kartais net vienetų, kelvinų. Dujos ten egzistuoja molekuline forma, taip pat yra tarpžvaigždinių dulkių – iki 0,2 mikrono dydžio kietų dalelių. Dulkių masė sudaro apie 1% dujų masės. Medžiagos koncentracija tokiame molekuliniame debesyje gali būti nuo 10-4 iki 10-6 dalelių kubiniame centimetre.
Didžiausius debesis galima pamatyti plika akimi, pvz., Anglies maišą Pietų kryžiaus žvaigždyne arba Didžiąją duobę Cygnus žvaigždyne.
Infraraudonųjų spindulių portretas
Visų bangų astronomijos raida leido pamatyti pasaulį įvairiausiomis jo apraiškomis. Juk fiziniai objektai geba spinduliuoti ne tik optiniame diapazone. Be to, šis dažnių diapazonas – vienintelis, prieinamas mūsų tiesioginiam suvokimui – yra labai siauras ir sudaro tik nedidelę visos spinduliuotės iš kosmoso dalį.
Infraraudonieji spinduliai gali daug pasakyti apie įvairius kosminius objektus. Taigi, tiriant molekulinius debesis, jie dabar yra nepakeičiamas įrankis. Sugerdamas optinių dažnių šviesą, debesis neišvengiamai vėl ją skleis infraraudonojoje spektro srityje, o ši spinduliuotė neša informaciją apie ūko sandarą ir apie jame vykstančius procesus. Dulkės nėra kliūtis šiems spinduliams.
2013 m., kosminio teleskopo pagalba. Hablas užfiksavo vieną nuostabiausių Arklio galvos ūko vaizdų. Nuotrauka daryta esant 1,1 µm (mėlyna perdanga) ir 1,6 µm bangos ilgiui(Oranžinė spalva); šiaurė kairėje. Bet ji nebeatrodo kaip arklys.
Kas viduje?
Infraraudonųjų spindulių vaizdai tarsi pašalina dulkių uždangą nuo ūko, todėl tampa matoma Barnard 33 debesų struktūra. Puikiai matomas jo išorinių sričių dinamiškumas: veikiamas dujų nutekėjimas. stiprios jaunų karštų žvaigždžių spinduliuotės. Vienas iš šių šviestuvų yra debesies viršuje.
Debesis griūva ir dėl jonizuojančiosios spinduliuotės iš emisijos ūko IC 434. Dabar žiūrint į optinį vaizdą, ryškus švytėjimas aplink Barnard 33 kraštą – jonizacijos frontas, kuriame susitinka energingi fotonai su išoriniai debesies sluoksniai. Visos šios spinduliuotės, jonizuojančios dujas, tiesiogine prasme jas „nupučia“. Įsibėgėdamas stipriame magnetiniame lauke, jis palieka debesį. Taigi Arklio galva pamažu tirpsta, o po kelių milijonų metų ji visai išnyks.
Ilgo bangos ilgio infraraudonųjų spindulių vaizde matyti kitokia ūko struktūra: aiškiai matomas dujų lankas ten, kur matome pažįstamą optikoje arklio siluetą.
Dujų ir dulkių debesies chemija
Kadangi tamsūs ūkai yra labai š alti, jų pačių spinduliuotė patenka į ilgosios bangos ilgio spektro dalį. Todėl tokių debesų cheminė sudėtis tiriama analizuojant mikrobangų ir radijo spektrų smailes – vadinamuosius parašus, tam tikrų molekulių spektrinius parašus. Taip pat tiriama dulkių infraraudonoji spinduliuotė.
Pagrindinis bet kurio ūko komponentas, be abejo, yra vandenilis – apie 70 % jo. helis - apie 28%; likusią dalį sudaro kitos medžiagos. Reikėtų pažymėti, kad jų koncentracija skirtinguose ūkuose gali skirtis. Arklio galvos spektruose buvo rasta vandens, anglies monoksido, amoniako, vandenilio cianido, neutralios anglies ir kitų tarpžvaigždiniams debesims būdingų medžiagų ženklų. Taip pat yra organinių junginių: etanolio, formaldehido, skruzdžių rūgšties. Tačiau buvo ir keletas nenustatytų linijų.
2012 m. buvo pranešta, kad pagaliau buvo rasta molekulė, atsakinga už šį paslaptingą parašą. Paaiškėjo, kad tai paprastas angliavandenilių junginys C3H+. Įdomu tai, kad antžeminėmis sąlygomis toks molekulinis jonas nebūtų stabilus, tačiau tarpžvaigždiniame ūke, kur materija itin reta, niekas netrukdo jai egzistuoti.
Žvaigždžių vaikų darželis
Š alti ir tankūs molekuliniai debesys yra žvaigždžių formavimosi š altinis, būsimų žvaigždžių ir planetų sistemų lopšys. Žvaigždžių formavimosi teorijoje kai kurios šio proceso detalės vis dar neaiškios. Tačiau pats faktas, kad tamsiuose ūkuose įvairiuose vystymosi etapuose egzistuoja protožvaigždiniai objektai, taip pat labai jaunos žvaigždės, buvo įrodytas naudojant daug stebėjimo duomenų.
Arklio galva Oriono žvaigždyne nėra išimtis. Apskritai visam milžiniškam molekuliniam Oriono debesiui būdingas aktyvusžvaigždžių susidarymas. O tankiuose Barnardo 33 regionuose vyksta žvaigždžių gimimo procesai. Pavyzdžiui, ryškus objektas beveik pačioje „vainikoje“yra jaunas šviesulys, dar nepalikęs savo dulkių ir dujų „darželio“. Panašių objektų yra ir toje vietoje, kur ūkas susijungia su dideliu debesiu. Taigi „žvaigždžių darželis“Arklio galvoje veikia ir galiausiai prives prie šios įspūdingos kosminės struktūros sunaikinimo.
