Udforskning af Carina-tågen

Når astronomer ønsker at se på alle stadier af stjernefødsel og stjernedød i Mælkevejen galaksen, vender de ofte blikket mod den mægtige Carina-tåge i hjertet af stjernebilledet Carina. Det kaldes ofte nøglehulstågen på grund af dets nøglehulformede centrale region. Efter alle standarder er denne emissionsnebula (såkaldt fordi den udsender lys) en af ​​de største, der kan observeres fra Jorden, dværgende Orion Nebula i stjernebilledet Orion. Denne enorme region af molekylær gas er ikke kendt for observatører på den nordlige halvkugle, da det er et objekt med sydlige himmel. Det ligger på baggrund af vores galakse og ser næsten ud til at smelte sammen med det lysbånd, der strækker sig over himlen.

Siden dens opdagelse har denne gigantiske sky af gas og støv fascineret astronomer. Det giver dem et sted med one-stop til at studere de processer, der formes, formes og til sidst ødelægger stjerner i vores galakse.

Carina-tågen er en del af Carina-Skytten-armen på Mælkevejen. Vores galakse er i form af en spiral, med et sæt spiralarme, der lyser rundt om en central kerne. Hvert våben sæt har et specifikt navn.

Afstanden til Carina-tågen er et sted mellem 6.000 og 10.000 lysår væk fra os. Det er meget omfattende, strækker sig over 230 lysår med plads og er et ret travlt sted. Inden for dets grænser er mørke skyer, hvor der dannes nyfødte stjerner, klynger af varme unge stjerner, gamle døende stjerner og resterne af stjernemærker, der allerede er sprængt som supernovaer. Dets mest berømte objekt er den lysende blå variabelstjerne Eta Carinae.

Carina-tågen blev opdaget af astronomen Nicolas Louis de Lacaille i 1752. Han observerede det først fra Sydafrika. Siden den tid er den ekspansive tåge undersøgt intenst af både jordbaserede og rumbaserede teleskoper. Dens regioner med stjernefødsel og stjernedød er fristende mål for Hubble-rumteleskop, Spitzer-rumteleskopet, Chandra røntgenobservatorium og mange andre.

Processen med stjernefødsel i Carina-tågen følger den samme vej, som den går i andre skyer af gas og støv i hele universet. Nebulens vigtigste ingrediens - brintgas - udgør størstedelen af ​​de kolde molekylære skyer i regionen. Brint er den vigtigste byggesten for stjerner og stammer fra Big Bang for ca. 13,7 milliarder år siden. Trådede over hele tågen er støvskyer og andre gasser, såsom ilt og svovl.

Nebelen er besat med kolde mørke skyer af gas og støv kaldet Bok kugler. De er navngivet efter Dr. Bart Bok, astronomen, der først regnede ud af, hvad de var. Det er her de første omrøringer af stjernefødsel finder sted skjult for synet. Dette billede viser tre af disse øer med gas og støv i hjertet af Carina-tågen. Processen med stjernefødsel begynder inden i disse skyer som tyngdekraft trækker materiale ind i midten. Efterhånden som mere gas og støv klumper sig sammen, stiger temperaturerne, og en ung stjernestykke (YSO) fødes. Efter titusinder af år er protostaren i midten varm nok til at begynde at smelte brint i dets kerne, og det begynder at skinne. Strålingen fra den nyfødte stjerne spiser væk ved fødselsskyen og til sidst ødelægger den fuldstændigt. Ultraviolet lys fra stjerner i nærheden skulpterer også stjerne fødselscentre. Processen kaldes fotodissociation, og det er et biprodukt fra stjernefødsel.

Afhængig af hvor meget masse der er i skyen, kan stjernerne der er født inde i være omkring solens masse - eller meget, meget større. Carina-tågen har mange meget massive stjerner, der brænder meget varmt og lyst og lever korte liv i et par millioner af år. Stjerner som solen, der mere er en gul dværg, kan leve til at være milliarder af år gamle. Carina Nebula har en blanding af stjerner, alle født i batches og spredt gennem rummet.

Når stjerner skulpturer fødselsskyerne af gas og støv, skaber de utroligt smukke former. I Carina-tågen er der adskillige regioner, der er skåret væk ved hjælp af stråling fra nærliggende stjerner.

En af dem er Mystic Mountain, en søjle af stjernedannende materiale, der strækker sig over tre lysårs rum. Forskellige "toppe" i bjerget indeholder nydannende stjerner, der spiser vej ud, mens stjerner i nærheden former det ydre. Helt i toppen af ​​nogle af bjergene er der stråler af materiale, der strømmer væk fra babystjernerne gemt inde. Om nogle få tusind år vil denne region være hjemsted for en lille åben klynge af varme unge stjerner inden for de større rammer af Carina-tågen. Der er mange stjerne klynger (foreninger af stjerner) i tågen, som giver astronomer indsigt i måderne, hvorpå stjerner dannes sammen i galaksen.

Den massive stjerne klynge kaldet Trumpler 14 er en af ​​de største klynger i Carina Nebula. Det indeholder nogle af de mest massive og hotteste stjerner på Mælkevejen. Trumpler 14 er en åben stjerne klynge, der pakker et stort antal lysende, varme unge stjerner pakket ind i en region omkring seks lysår på tværs. Det er en del af en større gruppe af varme unge stjerner kaldet Carina OB1 stjerneforeningen. En OB-forening er en samling af overalt mellem 10 til 100 varme, unge, massive stjerner, der stadig er samlet sammen efter deres fødsel.

Carina OB1-foreningen indeholder syv klynger af stjerner, som alle er født på samme tid. Det har også en massiv og meget varm stjerne kaldet HD 93129Aa. Astronomer vurderer at det er 2,5 millioner gange lysere end solen og det er en af ​​de yngste af de massive, varme stjerner i klyngen. Selve Trumpler 14 er kun en halv million år gammel. I modsætning hertil er Pleiades-stjerneklyngen i Tyren omkring 115 millioner år gammel. De unge stjerner i Trumpler 14-klyngen sender rasende kraftige vinder ud gennem tågen, som også hjælper med at forme skyerne af gas og støv.

Når stjernene i Trumpler 14 eldes, forbruger de deres nukleare brændstof i en voldsom hastighed. Når deres brint løber tør, begynder de at konsumere helium i deres kerner. Til sidst vil de løbe tør for brændstof og kollapse på sig selv. Til sidst eksploderer disse massive stjernemonstre i enorme katastrofale udbrud kaldet "supernova-eksplosioner. "Stødbølgerne fra disse eksplosioner vil sende deres elementer ud i rummet. Dette materiale vil berige kommende generationer af stjerner, der skal dannes i Carina-tågen.

Det er interessant, selv om mange stjerner allerede har dannet sig i den åbne klynge Trumpler 14, er der stadig et par skyer af gas og støv tilbage. En af dem er den sorte kugle i midten til venstre. Det kan godt være at pleje et par flere stjerner, der i sidste ende vil spise deres créche væk og skinne frem om et par hundrede tusinde år.

Ikke langt fra Trumpler 14 ligger den massive stjerneklynge kaldet Trumpler 16 - også en del af Carina OB1-foreningen. Som sin modstykke ved siden af ​​er denne åbne klynge fyldt med stjerner der lever hurtigt og vil dø ung. En af disse stjerner er den lysende blå variabel kaldet Eta Carinae.

Denne massive stjerne (en af ​​en binært par) har gennemgået omvæltninger som et forspill til dens død i en massiv supernovaeksplosion kaldet en hypernova, engang i de næste 100.000 år. I 1840'erne blev det lysere og blev den anden lyseste stjerne på himlen. Den dæmpede derefter ned i næsten hundrede år, inden den begyndte en langsom lysning i 1940'erne. Selv nu er det en magtfuld stjerne. Det udstråler fem millioner gange mere energi end Solen gør, selv når den forbereder sig på dens eventuelle ødelæggelse.

Parets anden stjerne er også meget massiv - cirka 30 gange solens masse - men er skjult af en sky af gas og støv, der skubbes ud af dens primære. Denne sky kaldes "Homunculus", fordi den ser ud til at have en næsten humanoid form. Dets uregelmæssige udseende er noget af et mysterium; ingen er helt sikker på, hvorfor den eksplosive sky omkring Eta Carinae og dens ledsager har to fliser og er spækket i midten.

Når Eta Carinae sprænger sin stak, bliver det den lyseste genstand på himlen. Over mange uger vil den langsomt falme. Rester af den oprindelige stjerne (eller begge stjerner, hvis begge eksploderer) vil skynde sig ud i chokbølger gennem stjernetåge. Til sidst vil dette materiale blive byggestenene i nye generationer af stjerner i den fjerne fremtid.

Skygazere, der vove sig mod den sydlige række af den nordlige halvkugle og i hele den sydlige halvkugle, kan let finde tågen i hjertet af stjernebilledet. Det er meget tæt på stjernebilledet Crux, også kendt som det sydlige kors. Carina Nebula er et godt blotte øje-objekt og bliver endnu bedre med et kig gennem kikkert eller et lille teleskop. Observatører med teleskoper i god størrelse kan bruge en masse tid på at udforske Trumpler-klyngerne, Homunculus, Eta Carinae og Nøglehul-regionen i hjertet af tågen. Nebelen ses bedst i løbet af sydlige halvkugle sommer og de tidlige efterårsmåneder (vinteren på den nordlige halvkugle og det tidlige forår).

For både amatører og professionelle observatører tilbyder Carina Nebula en chance for at se regioner, der ligner den, der fødte vores egen sol og planeter for milliarder af år siden. Undersøgelse af fødselsregionerne i denne tåge giver astronomer mere indsigt i processen med fødsel og de måder, som stjerner klynger sammen efter, at de er født.

I en fjern fremtid vil observatører også se, når en stjerne i hjertet af tågen eksploderer og dør og afslutter stjernelivets cyklus.