Tinh vân Đầu Ngựa (tên chính thức của nó là Barnard 33) là một trong những vật thể nổi tiếng nhất trên bầu trời. Trong những bức ảnh được chụp ngay cả khi sử dụng kính thiên văn nghiệp dư, nó trông rất ấn tượng. Vật thể này là gì và nó luôn trông giống như trong các bức ảnh thông thường trong phạm vi quang học?
Nơi con ngựa vũ trụ sống
Tinh vân Đầu Ngựa nằm trong chòm sao Orion - khu vực bầu trời có nhiều vật thể thú vị nhất - ngay bên dưới ngôi sao sáng Alnitak (ngôi sao bên trái của Vành đai Orion). Khoảng cách đến nó là khoảng 1600 năm ánh sáng (khoảng 490 parsec). Nó không quá xa; theo tiêu chuẩn thiên hà, cô ấy là hàng xóm của chúng tôi.
Tuy nhiên, không dễ dàng quan sát nó bằng kính thiên văn nghiệp dư, mặc dù có thể chụp ảnh nó, đặc biệt nếu bạn đặt một bộ lọc đặc biệt trên thấu kính chỉ truyền một trong các dải quang phổ của ánh sáng do hydro ion hóa phát ra.. Thực tế là Barnard 33 có thể nhìn thấy đối với chúng ta dựa trên nền của một tinh vân khác - một tinh vân phát xạ mạnh mẽ phát xạ chính xác trong dải nàyquang phổ. Với bộ lọc này được áp dụng, ảnh Đầu ngựa trông như thế này (xem bên dưới).
Ra khỏi đám mây
Nếu bạn nhìn kỹ vào bức ảnh chụp tinh vân, bạn có thể thấy rằng nó dường như đang trồi lên từ một đám mây đen khổng lồ được chiếu sáng bởi các ngôi sao. Cảnh tượng hùng vĩ này có thể gây sốc và mê hoặc một người, đặc biệt nếu bạn nhớ rằng "cổ" và "đầu" của con ngựa vũ trụ chiếm một vùng không gian có đường kính khoảng 3,5 năm ánh sáng.
Sự hình thành khổng lồ mà chúng là một phần nhỏ, đến lượt nó, chỉ là một phần tử của một cấu trúc thậm chí còn lớn hơn dài hàng trăm năm ánh sáng. Cấu trúc này bao gồm các đám mây bụi và khí lớn giữa các vì sao, tinh vân khuếch tán sáng, các tinh cầu tối - các đám mây khí và bụi bị cô lập, các ngôi sao trẻ và đang hình thành. Toàn bộ khu phức hợp này được gọi là "Đám mây phân tử Orion".
Bản chất của Tinh vân Đầu Ngựa Đen
Thuật ngữ "tối" có nghĩa là nó hấp thụ ánh sáng, nhưng không tự phát ra hoặc tán xạ, và chỉ có thể nhìn thấy trong phạm vi quang học vì hình bóng của nó che chắn ánh sáng từ tinh vân phát xạ IC 434 đằng sau nó.
Những vật thể như vậy tương đối dày đặc (theo tiêu chuẩn giữa các vì sao), những đám mây khí và bụi rất dài. Chúng có đặc điểm là có đường viền rất bất thường và không rõ ràng và thường có hình dạng bất thường phức tạp.
Những đám mây nàylạnh, nhiệt độ của chúng không vượt quá vài chục, đôi khi thậm chí đơn vị, kelvin. Khí tồn tại ở đó ở dạng phân tử, và bụi giữa các vì sao cũng có - các hạt rắn có kích thước lên đến 0,2 micron. Khối lượng của bụi bằng khoảng 1% khối lượng của khí. Nồng độ của một chất trong đám mây phân tử như vậy có thể từ 10-4đến 10-6hạt trên một cm khối.
Những đám mây lớn nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường, chẳng hạn như Bao than trong chòm sao Thập tự phương Nam hoặc Hố lớn trong chòm sao Cygnus.
Chân dung hồng ngoại
Sự phát triển của thiên văn học tất cả các sóng giúp chúng ta có thể nhìn thấy thế giới trong phạm vi rộng nhất của các biểu hiện của nó. Rốt cuộc, các đối tượng vật lý có khả năng phát xạ không chỉ trong phạm vi quang học. Hơn nữa, dải tần này - dải tần duy nhất có sẵn cho nhận thức trực tiếp của chúng ta - rất hẹp và nó chỉ chiếm một phần nhỏ của tất cả các bức xạ từ không gian.
Tia hồng ngoại có thể cho biết nhiều điều về các vật thể không gian khác nhau. Vì vậy, trong nghiên cứu các đám mây phân tử, chúng hiện là một công cụ không thể thiếu. Hấp thụ ánh sáng của các tần số quang học, đám mây chắc chắn sẽ phát lại nó trong vùng hồng ngoại của quang phổ, và bức xạ này sẽ mang thông tin về cấu trúc của tinh vân và về các quá trình diễn ra trong đó. Bụi không phải là rào cản đối với những tia này.
Vào năm 2013, với sự trợ giúp của kính viễn vọng không gian. Hubble đã chụp được một trong những hình ảnh đáng chú ý nhất về Tinh vân Đầu ngựa. Ảnh chụp ở bước sóng 1,1 µm (lớp phủ màu xanh lam) và 1,6 µm(Màu cam); phía bắc bên trái. Nhưng cô ấy trông không giống một con ngựa nữa.
Có gì bên trong?
Hình ảnh hồng ngoại dường như loại bỏ bức màn bụi khỏi tinh vân, kết quả là cấu trúc đám mây của Barnard 33 trở nên rõ ràng. Động lực của các vùng bên ngoài của nó hoàn toàn có thể nhìn thấy: có một luồng khí thoát ra dưới ảnh hưởng bức xạ cứng từ các ngôi sao nóng trẻ. Một trong những điểm sáng này nằm ở trên cùng của đám mây.
Sự sụp đổ của đám mây cũng là do bức xạ ion hóa từ tinh vân phát xạ IC 434. Bây giờ nhìn vào hình ảnh quang học, rất nổi bật xung quanh rìa của Barnard 33 - mặt trước ion hóa, nơi các photon năng lượng gặp nhau các lớp bên ngoài của đám mây. Tất cả những bức xạ này, làm ion hóa chất khí, theo nghĩa đen là “thổi bay” nó. Tăng tốc trong một từ trường mạnh, nó rời khỏi đám mây. Do đó, Đầu ngựa đang dần tan chảy, và trong vài triệu năm nữa, nó sẽ biến mất hoàn toàn.
Hình ảnh hồng ngoại bước sóng dài cho thấy một cấu trúc khác bên trong tinh vân: một vòng cung khí có thể nhìn thấy rõ ràng nơi chúng ta nhìn thấy hình bóng quen thuộc của một con ngựa trong quang học.
Hóa học của đám mây khí và bụi
Bởi vì các tinh vân tối cực kỳ lạnh, bức xạ của chính chúng rơi vào phần bước sóng dài của quang phổ. Do đó, thành phần hóa học của những đám mây như vậy được nghiên cứu bằng cách phân tích các đỉnh của phổ vi sóng và vô tuyến - cái gọi là các dấu hiệu, các dấu hiệu quang phổ của các phân tử nhất định. Bức xạ hồng ngoại từ bụi cũng đang được điều tra.
Thành phần chính của bất kỳ tinh vân nào tất nhiên là hydro - khoảng 70% trong số đó. Heli - khoảng 28%; phần còn lại do các chất khác chiếm. Cần lưu ý rằng nồng độ của chúng trong các tinh vân khác nhau có thể khác nhau. Dấu hiệu của nước, carbon monoxide, amoniac, hydrogen cyanide, carbon trung tính và các chất khác phổ biến trong các đám mây giữa các vì sao được tìm thấy trong quang phổ Horsehead. Ngoài ra còn có các hợp chất hữu cơ: etanol, fomanđehit, axit fomic. Tuy nhiên, cũng có một số dòng không xác định.
Vào năm 2012, có thông tin cho rằng phân tử gây ra dấu hiệu bí ẩn này cuối cùng đã được tìm thấy. Hóa ra nó là một hợp chất hydrocacbon đơn giản C3H+. Điều thú vị là trong điều kiện trên cạn, một ion phân tử như vậy sẽ không ổn định, nhưng trong tinh vân giữa các vì sao, nơi vật chất cực kỳ hiếm, không có gì ngăn cản nó tồn tại.
Vườn ươm Ngôi sao
Mây phân tử lạnh và dày đặc là nguồn gốc hình thành sao, là cái nôi của các ngôi sao và hệ hành tinh trong tương lai. Về lý thuyết hình thành sao, một số chi tiết của quá trình này vẫn chưa rõ ràng. Nhưng thực tế về sự tồn tại của các vật thể tiền sao ở các giai đoạn phát triển khác nhau trong tinh vân tối, cũng như các ngôi sao rất trẻ, đã được chứng minh bằng cách sử dụng một lượng lớn dữ liệu quan sát.
Người Đầu Ngựa trong chòm sao Orion cũng không ngoại lệ. Nói chung, toàn bộ Đám mây Orion phân tử khổng lồ được đặc trưng bởisự hình thành sao. Và trong những vùng dày đặc của Barnard 33, các quá trình hình thành sao đang diễn ra. Ví dụ, một vật thể sáng gần như ở chính “vương miện” của nó là một điểm sáng trẻ chưa rời khỏi “vườn ươm” bụi và khí của nó. Có những vật thể tương tự trong khu vực mà tinh vân tham gia vào đám mây lớn. Vì vậy, 'vườn ươm ngôi sao' ở Horsehead đang hoạt động và cuối cùng sẽ dẫn đến sự phá hủy cấu trúc vũ trụ ngoạn mục này.
