Ați avut vreodată ocazia să priviți, vara, spre sud, dintr-o locație cu cer bun? V-ați oprit vreodată în drumul spre casă, noaptea, între sate, unde cerul este curat de poluarea luminoasă a marilor orașe și ați fost hipnotizați de frumusețea Căii Lactee? Găsindu-vă pe această pagină, sunt șanse mari să fi făcut asta, măcar odată.
Dacă ați făcut asta, este foarte posibil să fi observat pete mai luminoase decât restul Căii Lactee, prin Săgetător sau Scutum, zone luminoase în jurul stelei Deneb sau Sadr. Dacă vă place iarna, sigur ați putut observa Orion în toată splendoarea lui, cu acea pată difuză în asterismul Sabia lui Orion, sub centura formată din Alnitak, Alnilam și Mintaka. Desigur, nu putem uita Pleiadele din coarnele Taurului.
Dacă ați observat cele menționate mai sus și v-ați întrebat ce sunt ele, ei bine, astăzi veți afla că ați observat, de fapt, nebuloase, unele din cele mai spectaculoase obiecte cerești.
Ce sunt nebuloasele?
Dacă ne legăm de originea acestui cuvânt, putem ajunge destul de aproape de definiția lor. Latinul nebula înseamnă ceață, sau nor. Nebuloasele, indiferent de tipurile lor, despre care vom discuta în acest articol, sunt nori de praf și gaze interstelare ce luminează datorită, sunt luminate de sau blochează lumina stelelor din jurul lor. Unul din primii astronomi care au catalogat și numit aceste obiecte cerești a fost Charles Messier (26 June 1730 – 12 April 1817), un astronom și vânător de comete francez. Acesta a creat un catalog ce conținea aceste obiecte difuze, pe care le-a numit nebuloase, pentru a le putea exclude din căutarea lui de comete. Deși Messier a descoperit mai mult decât nebuloase, cunoștințele timpului nu i-au permis să le definească corect și a catalogat ca nebuloase inclusiv galaxii sau roiuri stelare. Astăzi, însă, știm natura fiecărui obiect ceresc și putem diferenția între o galaxie, un roi sau o nebuloasă.
Tipuri de nebuloase
Termenul de nebuloasă este destul de vag, definind, mai degrabă, o categorie de obiecte cerești. Când spunem despre un obiect că este o galaxie (indiferent că există mai multe categorii despre care vom vorbi într-un alt articol), sau un roi globular, toată lumea înțelege despre ce este vorba. Dacă spunem despre un obiect că este o nebuloasă, nu oferim destule informații despre natura acestuia. În funcție de alcătuirea ei și modul în care s-a format, nebuloasele pot fi de mai multe tipuri.
Nebuloase de reflexie
Nebuloasele de reflexie sunt nori de praf și gaze interstelare, luminați de stelele din jur. Energia stelelor din jur nu este destul de puternică încât să poată ioniza gazele pentru a emite lumină. Culoarea nebuloaselor de reflexie este dată de culoarea stelelor ce o luminează. Cea mai populară și ușor de observat nebuloasă de reflexie sunt Pleiadele. Dacă sunt observate cu un telescop, sau chiar un binoclu, de la un cer destul de negru, se poate distinge o ceață în jurul stelelor, în special în jurul stelei Merope.
Câteva alte exemple notabile sunt: Messier 78 (Orion), nebuloasa Iris (Cefeu), Capul Vrăjitoarei (Orion), luminată de steaua Rigel, nebuloasa din jurul stelei Antares, Running Man nebula aflată lângă nebuloasa Messier 42 în constelația Orion.
Tot în categoria de nebuloase de reflexie se mai găsesc nebuloasele variabile. Aceste nebuloase sunt luminate de o stea variabilă, luminozitatea nebuloasei crescând sau scăzând odată cu cea a stelei. Un exemplu de nebuloasă variabilă a cărei variabilitate poate fi ușor înregistrată fotografic de amatori este nebuloasa variabilă a lui Hubble (NGC 2261) din constelația Monoceros, aflată în apropierea nebuloasei Cone.
Nebuloase obscure
Dacă norii de praf dintr-o nebuloasă de reflexie sunt iluminați de stelele din jur, o nebuloasă obscură, sau de absorbție, este opusul acesteia. Este alcătuită din nori foarte denși de praf interstelar ce blochează toată lumina vizibilă emisă de stelele sau obiectele din spatele acestora, aflați în cele mai dense și reci regiuni ale norilor moleculari. Caracteristica de blocare și absorbție (numită extincție) a luminii a acestor nebuloase este dată de particule microscopice de praf acoperite de gheață de monoxid de carbon și azot. Cele mai ușor de observat nebuloase obscure sunt foarte mari și pot fi observate cu ochiul liber. Două din cele mai ușor de observat nebuloase obscure sunt cele două rifturi din Calea Lactee: Riftul din Cygnus și Riftul din Acvila, ce împart calea lactee în două. Sunt atât de mari și dense încât pot fi ușor observate cu ochiul liber. Tot în Acvila se poate găsi ”E-ul sau C-ul lui Barnard (Barnard 142/143), o nebuloasă obscură ce are forma literei E (sau C, dacă luăm în considerare doar partea de sus a formațiunii), suprapusă pe un fundal foarte bogat în stele. O nebuloasă obscură mai spectaculoasă este nebuloasa Dark Shark din constelația Cefeu, catalogată ca LDN 1235 (Lynd’s Dark Nebulae catalogue). Această nebuloasă este vizibilă doar fotografic, fiind un obiect destul de întunecat ce necesită un cer cu puțină poluare luminoasă. Un alt exemplu notabil de nebuloasă obscură mică este nebuloasa Horsehead, din constelația Orion. Praful interstelar blochează lumina emisă de hidrogenul din spate, formând o siluetă ce seamănă cu un cap de cal. Poate fi observată vizual folosind telescoape cu aperturi mari, de la cer cu puțină poluare luminoasă și cu condiții de transparență bune, dar adevărata ei frumusețe apare atunci când este fotografiată.
Tot nebuloase obscure mai pot fi considerați și norii de praf din alte nebuloase, în special cele de emisie, numite ”trompe de elefant” (numite după formațiunea din nebuloasa Trompa Elefantului (Cefeu).. Aceste formațiuni de dimensiuni reduse apar ca niște siluete întunecate peste fundalul luminos gazelor ionizate. Cel mai fotogenic exemplu este formațiunea Pillars of Creation din nebuloasa Messier 16, făcută celebră de Telescopul Spațial Hubble în 1995. Tot în interiorul nebuloaselor de emisie se mai pot găsi globule Bok, adică nori foarte denși de praf și gaz ce absorb lumina. In interiorul acestor două tipuri de nebuloase obscure poate avea loc formarea de stele noi. Globulele Bok formează, de multe ori, sisteme duble sau multiple de stele.
Nebuloase de emisie
Am trecut de nebuloasele ce reflectă lumina și de cele ce blochează și absorb lumina. A treia categorie este cea a nebuloaselor de emisie. Aceste zone de nebulozitate sunt alcătuite, de asemenea, din nori denși de praf și gaze interstelare, însă ce le diferențiază de celelalte tipuri de nebuloase este faptul că aceste gaze emit lumină, inclusiv în spectrul vizibil. Acești nori de gaze, dintre care, cele care ne interesează cel mai mult sunt Hidrogen alfa, Sulf 2, Oxigen 3 și Hidrogen beta, emit lumină fiind ionizați de radiațiile ultraviolete emise de stelele foarte fierbinți din apropierea lor. Fiecare din aceste gaze emite lumină într-o bandă îngustă de frecvențe din spectrul vizual (narrowband). Sulful si Hidrogenul alfa emit în spectrul roșu, Oxigenul 3 emite o cluoare turcoaz, iar Hidrogenul beta emite o culoare albastră. Pentru vizual, cele mai utile frecvențe sunt cele emise de Oxigen 3 și Hidrogen beta. Fotografic, se urmărește capturarea luminii emisă de Sulf, Hidrogen alfa si Oxigen 3.
Zonele foarte bogate în Hidrogen se mai numesc și ”creșe de stele” (en. Star nurseries) deoarece acolo iau naștere foarte multe stele, hidrogenul fiind combustibilul pentru fuziunea nucleară din stea. Aceste zone de hidrogen emit lumină roșie, de aceea multe nebuloase de acest tip vor apărea roșii în imaginile ce încearcă să captureze culoarea naturală a acestora.
Culoarea nebuloaselor de emisie depinde de componența lor chimică și de energia cu care sunt ionizate aceste gaze. În zone cu o energie de ionizare redusă, va predomina culoarea roșie. Dacă gazele sunt ionizate cu o energie mai mare, vor deveni mai vizibile și alte culori, cum ar fi turcoaz sau albastru (datorită Oxigenului și Hidrogenului beta). Cele mai celebre exemple de acest tip de nebuloase sunt nebuloasa din Orion (Messier 42), nebuloasa Lebăda (Messier 17). nebuloasele Laguna și Trifida (Messier 16 și Messier 20) și nebuloasa Vulturul (Messier 16). Sunt zone cu o activitate crescută de formare de stele.
Nebuloase planetare
Nu, nu au absolut nicio legătură cu planetele. Numele lor vine de la aspectul ce ne duce cu gândul la o planetă foarte difuză și estompată. Sunt o subcategorie de nebuloase de emisie, deoarece lumina lor este emisă de gazele ionizate. Se formează atunci când o stea Gigant Roșu își pierde straturile superioare ale atmosferei. Odată ce steaua își pierde toate straturile, nucleul rămas descoperit emite radiații ultraviolete foarte puternice și ionizează norii de gaze disipați, făcându-i să emită lumină. Aceste nebuloase sunt formate de stele cu mase între 1 și 8 mase solare și sunt niște fenomene de scurtă durată pe scara astronomică. La finalul vieții, Soarele nostru va deveni și el o nebuloasă planetară.
Prima nebuloasă planetară descoperită a fost nebuloasa Dumbbell (Messier 27), deși, la vremea respectivă, nu se cunoștea natura ei. Tot în aceeași perioadă au mai fost descoperite nebuloasa Ring (Messier 57) și nebuloasa Saturn, o nebuloasă planetară ce seamănă foarte mult cu planeta ce îi dă numele. Sunt alcătuite, în principal, din Hidrogen, Heliu, Oxigen și Neon, conținând foarte puțin Sulf în comparație cu nebuloasele de emisie menționate mai sus.
Exemple notabile, pe lângă cele menționate mai sus sunt nebuloasa Owl (Messier 97), nebuloasa Cat’s Eye (NGC 6543), din constelația Draco, sau nebuloasa Helix (NGC 7293) din constelația Aquarius.
Rămășițe de supernovă
Aceste nebuloase, tot de tipul nebuloase de emisie, sunt gazele expulzate în timpul unei explozii de tip supernovă. Supernovele pot exploda în două moduri: o stea supermasivă ajunge la finalul vieții iar straturile superioare se prăbușesc rapid spre nucleu, formând o stea neutronică sau o gaură neagră, sau o stea pitică albă consumă destul material din steaua companion încât ajunge la o masă critică și generează o explozie termonucleară. În timpul exploziei, steaua expulzează foarte violent gazele din componența ei cu viteze de până la 30.000km/s, adică 10% din viteza luminii, încălzind plasma la temperaturi de câteva milioane de grade Kelvin. Gazele din aceste rămășițe de supernovă sunt ionizate de stelele din jur, emițând lumină de diferite culori, în funcție de componența chimică. Cele mai celebre exemple de rămășițe de supernovă sunt complexul filamentar Veil, sau Bucla Cygnus și nebuloasa Crab (Messier 1). Nebuloasa Crab este o rămășiță de supernovă relativ tânără, compactă, ce nu s-a extins încă foarte mult. Explozia ei a fost înregistrată de astronomii timpului în 1054, iar viteza curentă de expansiune este de 1500 km/s. În contrast, complexul filamentar Veil ocupa aproximativ 3 grade pe cerul nopții și se estimează că a luat naștere acum 15000 – 1700 ani, iar viteza de expansiune este de între 100 si 240 km/s. Nebuloasa Crab poate fi ușor observată cu un telescop mic sau chair un binoclu. În schimb, nebuloasa Veil poate fi observată doar de la cer foarte negru. Atunci când condițiile sunt foarte bune, se spune că poate fi observată cu un binoclu, sau chiar cu ochiul liber.
