Mlhoviny ve vesmíru – jeden z divů vesmíru, ohromující svou krásou. Jsou cenné nejen vizuálně. Studium mlhovin pomáhá vědcům objasnit zákonitosti fungování kosmu a jeho objektů, opravit teorie o vývoji Vesmíru a životním cyklu hvězd. Dnes o těchto objektech víme hodně, ale zdaleka ne všechno.
Směs plynu a prachu
Poměrně dlouhou dobu, až do poloviny předminulého století, byly mlhoviny považovány za hvězdokupy, vzdálené od nás na značné vzdálenosti. Použití spektroskopu v roce 1860 umožnilo zjistit, že mnoho z nich je složeno z plynu a prachu. Anglický astronom W. Heggins zjistil, že světlo z mlhovin se liší od záření pocházejícího z běžných hvězd. Spektrum prvního obsahuje jasné barevné čáry proložené tmavými, zatímco v druhém případě nejsou pozorovány žádné takové černé pásy.
Další výzkum prokázal, že mlhoviny Mléčné dráhy a další galaxie vskládá se převážně z horké směsi plynu a prachu. Často se setkáváme s podobnými studenými útvary. Taková oblaka mezihvězdného plynu se také označují jako mlhoviny.
Klasifikace
V závislosti na vlastnostech prvků, které tvoří mlhovinu, existuje několik typů. Všechny jsou prezentovány ve velkém množství v rozlehlosti vesmíru a jsou pro astronomy stejně zajímavé. Mlhoviny, které z toho či onoho důvodu vyzařují světlo, se obvykle nazývají difuzní nebo jasné. Naproti nim v hlavním parametru jsou samozřejmě označeny jako tmavé. Existují tři typy difúzních mlhovin:
- reflexní;
- issue;
- zbytky supernovy.
Emisní mlhoviny se zase dělí na oblasti tvorby nových hvězd (H II) a planetární mlhoviny. Všechny tyto typy se vyznačují určitými vlastnostmi, díky nimž jsou jedinečné a hodné podrobného studia.
Oblasti tvorby hvězd
Všechny emisní mlhoviny jsou oblaka světelného plynu různých tvarů. Jejich hlavním prvkem je vodík. Vlivem hvězdy umístěné ve středu mlhoviny dochází k její ionizaci a srážce s atomy těžších složek oblaku. Výsledkem těchto procesů je charakteristická narůžovělá záře.
Orlí mlhovina neboli M16 je skvělým příkladem tohoto typu objektů. Zde je oblast formování hvězd, mnoha mladých i masivních horkých hvězd. Orlí mlhovina je kdehostí dobře známou oblast vesmíru, Pilíře stvoření. Tyto shluky plynu, vzniklé pod vlivem hvězdného větru, jsou zónou tvorby hvězd. Vznik svítidel je zde způsoben stlačováním sloupců plynu a prachu působením gravitace.
Vědci nedávno zjistili, že Pilíře stvoření budeme moci obdivovat jen dalších tisíc let. Pak zmizí. Ve skutečnosti ke zničení Pilířů došlo přibližně před 6000 lety v důsledku výbuchu supernovy. Světlo z této oblasti vesmíru k nám však přichází už asi sedm tisíc let, takže událost, kterou pro nás astronomové vypočítali, je pouze otázkou budoucnosti.
Planetární mlhoviny
Název dalšího typu svítících plynových a prachových mračen zavedl W. Herschel. Planetární mlhovina je poslední etapou v životě hvězdy. Skořápky odlité svítidlem tvoří charakteristický vzor. Mlhovina se podobá disku, který obvykle obklopuje planetu při pohledu malým dalekohledem. K dnešnímu dni je známo více než tisíc takových objektů.
Planetární mlhoviny jsou součástí přeměny červených obrů na bílé trpaslíky. Ve středu formace je horká hvězda, podobná svým spektrem svítidlům třídy O. Její teplota dosahuje 125 000 K. Planetární mlhoviny jsou většinou relativně malé velikosti - 0,05 parsec. Většina z nich se nachází ve středu naší galaxie.
Hmotnost plynového obalu vymrštěného hvězdou je malá. Jde o desetiny obdobného parametru Slunce. Směs plynu a prachu se odstranístřed mlhoviny rychlostí až 20 km/s. Skořápka existuje asi 35 tisíc let a poté se stává velmi vzácným a nerozeznatelným.
Funkce
Planetární mlhovina může mít různé tvary. V podstatě tak či onak je blízko k míči. Existují kulaté, prstencové, činkové mlhoviny nepravidelného tvaru. Spektra takových vesmírných objektů zahrnují emisní čáry světelného plynu a centrální hvězdy a někdy i absorpční čáry ze spektra hvězdy.
Planetární mlhovina vyzařuje obrovské množství energie. Je mnohem větší než u centrální hvězdy. Jádro formace díky své vysoké teplotě vyzařuje ultrafialové paprsky. Ionizují atomy plynu. Částice se zahřejí, místo ultrafialového začnou vyzařovat viditelné paprsky. Jejich spektrum obsahuje emisní čáry, které charakterizují útvar jako celek.
Mlhovina Kočičí oko
Příroda je řemeslník pro vytváření nečekaných a krásných tvarů. Pozoruhodná je v tomto ohledu planetární mlhovina kvůli podobnosti zvané Kočičí oko (NGC 6543). Byl objeven v roce 1786 a jako první jej vědci identifikovali jako mrak svítícího plynu. Mlhovina Kočičí oko se nachází v souhvězdí Draka a má velmi zajímavou složitou strukturu.
Vznikl asi před 100 lety. Poté centrální hvězda shodila své obaly a vytvořila soustředné linie plynu a prachu, charakteristické pro vzor objektu. NaDnes zůstává mechanismus vzniku nejvýraznější centrální struktury mlhoviny nejasný. Vzhled takového vzoru je dobře vysvětlen umístěním dvojité hvězdy v jádru mlhoviny. Dosud však neexistují žádné důkazy, které by podporovaly tento stav věcí.
Teplota hala NGC 6543 je přibližně 15 000 K. Jádro mlhoviny je zahřáté na 80 000 K. Centrální hvězda je zároveň několik tisíckrát jasnější než Slunce.
Kolosální výbuch
Masivní hvězdy často končí svůj životní cyklus s velkolepými „zvláštními efekty“. Obrovské exploze jejich síly vedou ke ztrátě všech vnějších plášťů svítidlem. Od středu se vzdalují rychlostí přesahující 10 000 km/s. Srážka pohybující se látky se statickou způsobuje silné zvýšení teploty plynu. V důsledku toho začnou jeho částice svítit. Zbytky supernov často nejsou kulové útvary, což se zdá logické, ale mlhoviny různých tvarů. K tomu dochází, protože látka vymrštěná vysokou rychlostí nepravidelně tvoří sraženiny a shluky.
Stopa před tisíci lety
Snad nejznámějším pozůstatkem supernovy je Krabí mlhovina. Hvězda, která ji porodila, explodovala téměř před tisíci lety, v roce 1054. Přesné datum bylo stanoveno podle čínských kronik, kde je dobře popsán jeho záblesk na obloze.
Charakteristickým vzorem krabí mlhoviny je plyn vyvržený supernovou, který ještě není zcela smíchán s mezihvězdnou hmotou. Objekt se nachází ve vzdálenosti 3300 světelných let odnás a neustále se rozšiřuje rychlostí 120 km/s.
Ve středu Krabí mlhovina obsahuje zbytek supernovy – neutronovou hvězdu, která vyzařuje proudy elektronů, které jsou zdroji spojitého polarizovaného záření.
Reflexní mlhoviny
Další typ těchto vesmírných objektů se skládá ze studené směsi plynu a prachu, která sama o sobě není schopna vyzařovat světlo. Reflexní mlhoviny září díky blízkým objektům. Mohou to být hvězdy nebo podobné difúzní útvary. Spektrum rozptýleného světla zůstává stejné jako u jeho zdrojů, ale pro pozorovatele dominuje modré světlo.
Velmi zajímavá mlhovina tohoto typu je spojena s hvězdou Merope. Svítidlo z kupy Plejády ničí procházející molekulární mrak již několik milionů let. Vlivem hvězdy se částice mlhoviny seřadí v určité sekvenci a jsou k ní přitahovány. Po nějaké době (přesný čas není znám) může Merope cloud úplně zničit.
Temný kůň
Difúzní útvary jsou často v kontrastu s absorbující mlhovinou. Galaxie Mléčná dráha jich má mnoho. Jedná se o velmi hustá oblaka prachu a plynu, která pohlcují světlo z emisních a reflexních mlhovin a hvězd za nimi. Tyto chladné vesmírné útvary jsou většinou tvořeny atomy vodíku, i když obsahují i těžší prvky.
Výborným zástupcem tohoto typu je mlhovina Koňská hlava. Nachází se v souhvězdí Orion. Charakteristický tvar mlhoviny, tolik podobný hlavě koně, vznikl vlivem hvězdného větru a záření. Objekt je dobře viditelný díky tomu, že jako jeho pozadí slouží jasná emisní formace. Zároveň je mlhovina Koňská hlava jen malou částí rozšířeného, téměř neviditelného, pohlcujícího oblaku prachu a plynu.
Díky Hubbleovu dalekohledu jsou dnes mlhoviny, včetně planetárních, známé širokému spektru lidí. Fotografie oblastí vesmíru, kde se nacházejí, zapůsobí do hloubi duše a nenechají nikoho lhostejným.
