Planetinė migla — kas tai? Apibrėžimas, kilmė ir savybės
Sužinokite, kas yra planetinė migla — apibrėžimas, kilmė, unikalios formos ir fizinės savybės; aiškus paaiškinimas ir įdomūs faktai apie šiuos trumpalaikius kosminius objektus.
Planetinė migla - tai iš dujų ir plazmos sudaryta migla. Jas sukuria tam tikro tipo žvaigždės vėlesniu savo gyvenimo laikotarpiu. Per mažus optinius teleskopus jos atrodo kaip planetos, todėl ir gavo šį pavadinimą. Palyginti su žvaigždėmis, planetinės miglos gyvuoja neilgai — dažniausiai tik keliasdešimt tūkstančių metų, kol išsisklaido į aplinkinį tarpžvaigždinį tarpą.
Kilmė ir formavimasis
Įprasto dydžio žvaigždės gyvenimo pabaigoje, raudonosios milžinės fazėje, išoriniai žvaigždės sluoksniai išmetami. Tuo metu žvaigždė praranda didelę dalį savo masės per žvaigždžių vėjus, susidaro išorinė plazmos ir dujų „šarvai“. Kai žvaigždės išorė išnyksta, žvaigždės likutis — labai karšta, ryškiai šviečianti branduolio dalis (vėliau dažniausiai tampanti baltuoju nykštuku) — skleidžia intensyvią ultravioletinę spinduliuotę, kuri jonizuoja iš žvaigždės išmestas dujas ir plazmą. Jonizuotos dujos spinduliuoja matomą šviesą, todėl migla tampa matoma teleskopais.
Yra ir tarpinė fazė — priešpilnatinė arba protoplanetinė migla (angl. protoplanetary nebula), kai centrinė žvaigždė dar nėra pakankamai karšta, kad jonizuotų aplinkines dujas. XXI a. pradžioje kai kurie astronomai pradėjo jas vadinti "rutulinėmis miglomis", kad nepainiotų su protoplanetinėmis miglomis, iš kurių susidaro planetos.
Savybės ir stebimos charakteristikos
- Spalvos ir spektras: planetinės miglos dažnai ryškiai spindi tam tikromis spektro linijomis, ypač [O III] (dažnai žalia), Hα ir N II (raudonos atspalviai). Tai lemia jonizuotų elementų cheminė sudėtis ir temperatūra.
- Dydis ir trukmė: tipinės planetinės miglos skersmuo svyruoja nuo kelių dešimtųjų iki kelių šviesmečių; tipinis gyvavimo laikas — apie 10 000–50 000 metų.
- Išsiplėtimas: miglos plėtimasis vyksta su kelių dešimčių iki kelių šimtų km/s greičiu, todėl jų struktūros laikui bėgant keičiasi.
- Formos: kai kurios planetinės miglos yra beveik sferinės, kitos — dvibokštės (bipolinės), žiedinės ar ekstremaliai sudėtingos. Mokslininkai mano, kad formų įvairovę lemia dvinarės žvaigždės, žvaigždžių vėjai, magnetiniai laukai ir masės netolygumai išmetimo metu.
- Chemija ir reikšmė: planetinės miglos grąžina į tarpžvaigždinę terpę sunkiuosius elementus (anglies, azoto, deguonies junginius), todėl jos svarbios Galaktikos cheminiam evoliucijos procesui.
Stebėjimas, pavadinimas ir istoriniai aspektai
Terminas „planetinė migla“ kilo XVIII a., kai astronomai, pavyzdžiui, Williamas Herschelis, per mažus teleskopus matė šiuos objektus kaip nedideles apvalias dėmes, panašias į planetas. Vėliau tapo aišku, kad tai ne planetos, o išoriniai žvaigždžių sluoksniai. Modernūs teleskopai, ypač kosminis teleskopas Hubble, atskleidė sudėtingas struktūras ir detales.
Kaip mokslininkai tyrinėja planetines miglas
Mokslininkai naudoja fotometriją ir spektroskopiją, kad nustatytų miglų cheminę sudėtį, temperatūrą, tankį ir greitį. Stebėjimai įvairiose bangos ilgio juostose (radijo, infraraudonojo, optinio ir ultravioletinio) leidžia rekonstruoti formavimosi istoriją ir išsiaiškinti centrinių žvaigždžių savybes. Dėl savo santykinai trumpalaikio egzistavimo planetinės miglos suteikia svarbios informacijos apie saulės tipo žvaigždžių pabaigos fazes.
Kai kurios planetinės migliados atrodo panašios, o kitos yra labai aiškių ir unikalių formų. Mokslininkai nėra tikri, kodėl planetinės miglaitės gali taip skirtis viena nuo kitos, tačiau minėtos dvinarės žvaigždės, žvaigždžių vėjai ir magnetiniai laukai yra tarp pagrindinių hipotezių.
NGC 6543, Katės akies migla
Pastebėjimai
Planetinės migliados nėra labai ryškios. Nė viena iš jų nėra pakankamai ryški, kad ją būtų galima pamatyti be teleskopo. Pirmoji atrasta buvo Dumbliomigla. Astronomai nežinojo, kas tai per objektai, kol XIX a. nebuvo atlikti pirmieji spektroskopiniai eksperimentai. Viljamas Huginsas (William Huggins) galaktikoms stebėti naudojo prizmę. Jis pastebėjo, kad jos labai panašios į žvaigždes.
Kai jis pažvelgė į Katės akies miglą, ji atrodė kitaip. Jis pamatė emisijos liniją toje vietoje, kurios anksčiau niekas nebuvo matęs. Tai reiškė, kad ji atrodė kaip elementas, kurio niekas anksčiau nebuvo matęs. Mokslininkai manė, kad tai gali būti naujas elementas. Jie nusprendė jį pavadinti nebulium.
Vėliau fizikai įrodė, kad labai mažo tankio dujos gali atrodyti kaip kažkas kita. Paaiškėjo, kad dujos, į kurias jie žiūrėjo, buvo deguonis, o ne šmėkla.
Planetinėse miglotyse esančios žvaigždės yra labai karštos. Tačiau jos nėra labai ryškios. Tai reiškia, kad jos turi būti labai mažos. Tokios mažos žvaigždės būna tik tada, kai miršta. Tai reiškia, kad jos yra vienas iš paskutinių žvaigždės mirties etapų. Astronomai pastebėjo, kad visos planetinės miglos plečiasi. Tai reiškė, kad jas sukėlė žvaigždės išoriniai sluoksniai, kurie jos gyvenimo pabaigoje išmetami į kosmosą.
NGC 7293, Spiralinė migla
NGC 2392, Eskimų migla
Kilmė
Žvaigždės, sveriančios daugiau nei aštuonias Saulės mases, taps supernovomis. Mažesnės masės žvaigždės sudarys planetines miglones. Po milijardų žvaigždžių evoliucijos metų žvaigždė nebeturės vandenilio. Dėl to žvaigždės paviršius tampa šaltesnis, o branduolys - mažesnis. Saulės branduolio temperatūra yra apie 15 milijonų laipsnių Kelvino. Kai joje baigsis vandenilis, dėl mažesnio branduolio jo temperatūra pakils iki maždaug 100 mln. laipsnių Kelvino.
Išoriniai žvaigždės sluoksniai dėl branduolio šilumos tampa daug didesni ir daug vėsesni. Žvaigždė tampa raudonąja milžine. Šerdis tampa dar mažesnė ir karštesnė. Kai jo temperatūra pasiekia 100 milijonų K, helis pradeda lydytis į anglį ir deguonį. Kai tai įvyksta, branduolys nustoja mažėti. Degant heliui netrukus susiformuoja anglies ir deguonies branduolys, kurį supa helio ir vandenilio apvalkalas.
Kadangi helis branduolių sintezės reakcijose nėra labai stabilus, branduolys pradeda labai greitai augti ir mažėti. Stiprūs žvaigždžių vėjai išoriniame žvaigždės sluoksnyje esančias dujas ir plazmą išpučia į išorę. Šios dujos sudaro debesį aplink žvaigždės branduolį. Kadangi vis daugiau dujų tolsta nuo žvaigždės, vis gilesni ir gilesni aukštesnės temperatūros sluoksniai siunčiami į išorę. Kai dujos įkaista iki maždaug 30 000 laipsnių kelvino, jos pradeda švytėti. Tada debesis tampa planetine miglele.
Skaičiai ir padėtis
Mūsų galaktikoje žinome apie 3 000 tokių miglų, palyginti su 200 milijardų žvaigždžių. Dėl labai trumpo jų gyvavimo laiko, palyginti su žvaigždėmis, jų nėra tiek daug, palyginti su žvaigždėmis. Daugiausia jų randama Pieno kelio plokštumoje, ir kuo arčiau Pieno kelio centro, tuo jų vis daugiau.
Forma
Tik apie dvidešimt procentų planetinių miglų yra sferos (kaip Abell 39). Likusios yra įvairių formų. Šių formų priežastis nėra suprantama. Gali būti, kad ją lemia antrinių žvaigždžių gravitacinė trauka (pavyzdžiui, jei tai dvinarė žvaigždžių sistema). Antroji teorija yra ta, kad šalia žvaigždės esančios planetos gali pakeisti miglų formavimąsi. Trečioji teorija teigia, kad formas lemia magnetiniai laukai. [1].
Problemos
Tyrinėjant planetines miglones susiduriama su problema, kad astronomai ne visada gali nustatyti, kaip toli jos yra. Kai jos yra arti, astronomai, norėdami nustatyti, kaip toli jos yra, naudoja vadinamąjį plėtimosi paralaksą, tačiau tai užtrunka ilgai. Jei jos nėra arti, kol kas nėra tinkamo būdo nustatyti, kaip toli jos yra.
Susiję puslapiai
- Tarpžvaigždinė terpė
- Mėlynuolė
- Žvaigždžių evoliucija
- Baltoji nykštukė
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra planetinė migla?
Atsakymas: Planetinė migla - tai iš dujų ir plazmos sudaryta migla, susidariusi iš tam tikrų tipų žvaigždžių vėlesniame jų gyvenimo etape.
K: Kaip atrodo planetinės miglõs?
A: Per mažus optinius teleskopus jos atrodo kaip planetos.
Klausimas: Kiek laiko gyvuoja planetinės miglaitės?
Atsakymas: Palyginti su žvaigždėmis, jos gyvuoja neilgai, tik keliasdešimt tūkstančių metų.
K: Kas nutinka įprasto dydžio žvaigždės gyvenimo pabaigoje?
A.: Raudonosios milžinės fazėje išoriniai žvaigždės sluoksniai išmetami.
K: Dėl ko planetinė migla atrodo taip, kaip atrodo?
A: Žvaigždės centro skleidžiama ultravioletinė spinduliuotė jonizuoja iš žvaigždės išmestas dujas ir plazmą.
K: Kodėl planetinės miglotos gali skirtis viena nuo kitos?
Atsakymas: Mokslininkai nėra tikri, kodėl planetinės miglos gali taip skirtis viena nuo kitos, tačiau viena iš priežasčių gali būti dvinarės žvaigždės, žvaigždžių vėjai ir magnetiniai laukai.
K: Kodėl kai kurie astronomai planetines miglas pradėjo vadinti rutulinėmis miglomis?
Atsakymas: XXI a. pradžioje kai kurie astronomai pradėjo jas vadinti rutulinėmis miglomis, kad nepainiotų jų su protoplanetinėmis miglomis, iš kurių susidaro planetos.
Ieškoti