De Paardenkopnevel (de officiële naam is Barnard 33) is een van de beroemdste objecten aan de hemel. Op foto's die zelfs met amateurtelescopen zijn gemaakt, ziet het er erg indrukwekkend uit. Wat is dit object en ziet het er altijd uit op de gebruikelijke foto's in het optische bereik?
Waar het ruimtepaard leeft
De Paardekopnevel bevindt zich in het sterrenbeeld Orion - het gebied aan de hemel dat het rijkst is aan interessante objecten - net onder de heldere ster Alnitak (de linkerster van de Orionsgordel). De afstand ernaartoe is ongeveer 1600 lichtjaar (ongeveer 490 parsec). Het is niet te ver; volgens galactische normen is zij onze buurvrouw.
Het is echter niet eenvoudig om het te observeren met amateurtelescopen, hoewel het mogelijk is om het te fotograferen, vooral als je een speciaal filter op de lens plaatst dat slechts één van de spectrale lichtbanden doorlaat die worden uitgezonden door geïoniseerde waterstof. Feit is dat Barnard 33 voor ons zichtbaar is tegen de achtergrond van een andere nevel - een emissienevel die juist in deze band intensief uitstra altspectrum. Als dit filter is toegepast, ziet de foto van de paardenkop er als volgt uit (zie hieronder).
Komt uit de cloud
Als je goed naar de foto van de nevel kijkt, kun je zien dat hij lijkt op te komen uit een gigantische donkere wolk die wordt verlicht door sterren. Deze majestueuze aanblik kan een persoon schokken en fascineren, vooral als je je herinnert dat de "nek" en "kop" van het ruimtepaard een ruimtegebied innemen met een diameter van ongeveer 3,5 lichtjaar.
De enorme formatie waarvan ze een klein deel uitmaken, is op zijn beurt slechts een element van een nog grotere structuur van honderden lichtjaren lang. Deze structuur omvat grote interstellaire wolken van stof en gas, heldere diffuse nevels, donkere bolletjes - geïsoleerde wolken van gas en stof, jonge en zich vormende sterren. Dit hele complex wordt de "Orion Molecular Cloud" genoemd.
Natuur van de Donkere Paardekopnevel
De term 'donker' betekent dat het licht absorbeert, maar het niet zelf uitstra alt of verstrooit, en alleen in het optische bereik zichtbaar is omdat het silhouet het licht afschermt van de emissienevel IC 434 erachter.
Dergelijke objecten zijn relatief dicht (volgens interstellaire normen), zeer lange wolken van gas en stof. Ze worden gekenmerkt door zeer onregelmatige en onduidelijke randen en hebben vaak complexe onregelmatige vormen.
Deze wolkenkoud, hun temperatuur is niet hoger dan enkele tientallen, soms zelfs eenheden, kelvin. Gas bestaat daar in moleculaire vorm en interstellair stof is ook aanwezig - vaste deeltjes tot 0,2 micron groot. De massa van stof is ongeveer 1% van de massa van gas. De concentratie van een stof in zo'n moleculaire wolk kan variëren van 10-4 tot 10-6 deeltjes per kubieke centimeter.
De grootste van de wolken is met het blote oog te zien, zoals de Kolenzak in het sterrenbeeld Zuiderkruis of de Grote Put in het sterrenbeeld Cygnus.
Infrarood portret
De ontwikkeling van all-wave astronomie maakte het mogelijk om de wereld in het breedste bereik van zijn manifestaties te zien. Fysieke objecten kunnen immers niet alleen in het optische bereik stralen. Bovendien is dit frequentiebereik - het enige dat beschikbaar is voor onze directe waarneming - erg smal en neemt het slechts een klein deel van alle straling uit de ruimte voor zijn rekening.
Infraroodstralen kunnen veel vertellen over verschillende ruimtevoorwerpen. Dus in de studie van moleculaire wolken zijn ze nu een onmisbaar hulpmiddel. Door licht van optische frequenties te absorberen, zal de wolk het onvermijdelijk opnieuw uitzenden in het infrarode gebied van het spectrum, en deze straling zal informatie bevatten over de structuur van de nevel en over de processen die daarin plaatsvinden. Stof vormt geen barrière voor deze stralen.
In 2013 met behulp van de ruimtetelescoop. Hubble maakte een van de meest opmerkelijke beelden van de Paardekopnevel. Foto genomen bij golflengten van 1,1 µm (blauwe overlay) en 1,6 µm(Oranje kleur); noorden aan de linkerkant. Maar ze ziet er niet meer uit als een paard.
Wat zit erin?
Infraroodbeelden lijken het stofgordijn van de nevel te verwijderen, waardoor de wolkenstructuur van Barnard 33 zichtbaar wordt. De dynamiek van zijn buitenste regionen is perfect zichtbaar: er is een uitstroom van gas onder invloed van harde straling van jonge hete sterren. Een van deze armaturen bevindt zich bovenaan de wolk.
De ineenstorting van de wolk is ook te wijten aan ioniserende straling van de emissienevel IC 434. Als we nu naar het optische beeld kijken, v alt de gloed rond de rand van Barnard 33 op - het ionisatiefront, waar energetische fotonen elkaar ontmoeten de buitenste lagen van de wolk. Al deze stralingen, die het gas ioniseren, "blazen" het letterlijk weg. Hij versnelt in een sterk magnetisch veld en verlaat de wolk. Zo smelt het paardenhoofd geleidelijk en over een paar miljoen jaar zal het helemaal verdwijnen.
Het infraroodbeeld met lange golflengte toont een andere structuur binnen de nevel: een gasboog is duidelijk zichtbaar waar we het bekende silhouet van een paard in de optica zien.
Chemie van de gas- en stofwolk
Omdat donkere nevels extreem koud zijn, v alt hun eigen straling op het lange-golflengtegedeelte van het spectrum. Daarom wordt de chemische samenstelling van dergelijke wolken bestudeerd door de pieken van de microgolf- en radiospectra te analyseren - de zogenaamde handtekeningen, de spectrale handtekeningen van bepaalde moleculen. Ook infraroodstraling van stof wordt onderzocht.
Het hoofdbestanddeel van elke nevel is natuurlijk waterstof - ongeveer 70% ervan. Helium - ongeveer 28%; de rest komt voor rekening van andere stoffen. Opgemerkt moet worden dat hun concentraties in verschillende nevels kunnen verschillen. Handtekeningen van water, koolmonoxide, ammoniak, waterstofcyanide, neutrale koolstof en andere stoffen die veel voorkomen in interstellaire wolken werden gevonden in de Paardekop-spectra. Er zijn ook organische verbindingen: ethanol, formaldehyde, mierenzuur. Er was echter ook een ongeïdentificeerde lijn.
In 2012 werd gemeld dat het molecuul dat verantwoordelijk was voor deze mysterieuze handtekening eindelijk was gevonden. Het bleek een eenvoudige koolwaterstofverbinding C3H+ te zijn. Interessant is dat onder aardse omstandigheden zo'n moleculair ion niet stabiel zou zijn, maar in de interstellaire nevel, waar materie extreem ijl is, verhindert niets het te bestaan.
Sterrenkwekerij
Koude en dichte moleculaire wolken zijn de bron van stervorming, de bakermat van toekomstige sterren en planetaire systemen. In de theorie van stervorming zijn sommige details van dit proces nog onduidelijk. Maar het bestaan van protostellaire objecten in verschillende stadia van ontwikkeling in donkere nevels, evenals zeer jonge sterren, is bewezen met behulp van een grote hoeveelheid waarnemingsgegevens.
De Paardenkop in het sterrenbeeld Orion is geen uitzondering. Over het algemeen wordt de hele gigantische moleculaire Orion Cloud gekenmerkt door een actievester vorming. En in de dichte gebieden van Barnard 33 vinden de processen van stergeboorte plaats. Een helder object bijvoorbeeld dat bijna op zijn "kroon" staat, is een jonge lichtbron die zijn "kraamkamer" van stof en gas nog niet heeft verlaten. Er zijn vergelijkbare objecten in het gebied waar de nevel zich bij de grote wolk voegt. Dus de 'sterrenkraamkamer' in de Paardekop werkt en zal uiteindelijk leiden tot de vernietiging van deze spectaculaire kosmische structuur.
