Tutkimalla Carina-köyttä

Kun tähtitieteilijät haluavat tarkastella tähden syntymän ja tähtikuoleman kaikkia vaiheita Linnunradan galaksissa, he kääntävät katseensa voimakkaaseen Carina-udottuun osaan, joka on Carinan tähdistön sydämessä. Sitä kutsutaan usein avaimenreunan umpeen avaimenreiän muotoisen keskialueen takia. Kaikkien standardien mukaan tämä päästöisumu (ns. Koska se säteilee valoa) on yksi suurimmista, mitä maapallolta voidaan havaita, kääpiö Orionin sumu Orionin tähdistössä. Tätä laajaa molekyylikaasun aluetta ei tunneta pohjoisen pallonpuoliskon tarkkailijoille, koska se on eteläisen taivaan esine. Se on galaksiamme taustalla ja melkein näyttää sekoittuvan taivaan yli ulottuvaan valokaistoon.

Löytöstään lähtien tämä jättiläinen kaasu- ja pölypilvi on kiehtonut tähtitieteilijöitä. Se tarjoaa heille yhden luukun paikan tutkia prosesseja, jotka muodostavat, muotoilevat ja lopulta tuhoavat tähdet galaksissamme.

Carina-nebula on osa Linnunradan Carina-Jousimiehen käsivartta. Meidän galaksiamme on spiraalin muotoinen, ja joukko spiraalivarret kaareutuu keskeisen ytimen ympärille. Jokaisella aseiden sarjalla on tietty nimi.

Etäisyys Carina-niemuun on noin 6 000–10 000 valovuoden päässä meistä. Se on erittäin laaja, ulottuu noin 230 valovuotta tilaa, ja on melko kiireinen paikka. Sen rajoissa ovat tummat pilvet, joissa vastasyntyneet tähdet ovat muodostumassa, kuumien nuorten tähtien ryhmät, vanhat kuolevat tähdet ja tähtien behemotien jäännökset, jotka ovat jo räjähtäneet supernoovina. Sen tunnetuin esine on valoa sininen muuttuva tähti Eta Carinae.

Tähtitieteilijä Nicolas Louis de Lacaille löysi Carina-udoksen vuonna 1752. Hän havaitsi sen ensin Etelä-Afrikasta. Siitä lähtien laaja-alaista summaa on tutkittu voimakkaasti sekä maa- että avaruuspohjaisilla teleskoopeilla. Sen tähdet syntymästä ja tähtikuolemasta johtuvat alueet ovat houkuttelevia kohteita Hubble-avaruuskaukoputki, Spitzerin avaruusteleskooppi, Chandran röntgen observatorio ja monet muut.

Tähtien syntymän prosessi Carina-köysissä noudattaa samaa polkua kuin se tapahtuu muissa kaasu- ja pölypilvissä kaikkialla maailmankaikkeudessa. Neulan pääosa - vetykaasu - muodostaa suurimman osan alueen kylmistä molekyylipilvistä. Vety on tähtiä tärkein rakennusosa, ja se syntyi Isosta räjähdyksestä noin 13,7 miljardia vuotta sitten. Koko sumun ympärille on muodostettu pölypilviä ja muita kaasuja, kuten happea ja rikkiä.

Neura on täynnä kylmiä, tummia kaasu- ja pölypilviä, joita kutsutaan Bok-globuleiksi. Ne on nimetty tohtori Bart Bokille, tähtitieteilijälle, joka ensin selvisi mitä he olivat. Siellä tapahtuvat tähden syntymisen ensimmäiset sekoitukset, piilotettu näkymästä. Tämä kuva näyttää kolme näistä kaasun ja pölyn saarista Carina-udoksen sydämessä. Tähtien syntymäprosessi alkaa näiden pilvien sisällä painovoima vetää materiaalia keskelle. Kun lisää kaasua ja pölyä kohoaa yhteen, lämpötilat nousevat ja syntyy nuori tähtiesine (YSO). Kymmenien tuhansien vuosien jälkeen keskellä oleva protostari on tarpeeksi kuuma aloittamaan vedyn sulamisen ytimeensä ja se alkaa paistaa. Vastasyntyneen tähden säteily syö pois syntymäpilvestä ja lopulta tuhoaa sen kokonaan. Läheisten tähtiä edustava ultraviolettivalo veistää myös tähtiä syntyneitä lastentarhoja. Prosessia kutsutaan fotodissosiaatioksi, ja se on tähti syntymisen sivutuote.

Sen mukaan, kuinka paljon massaa pilvessä on, sen sisällä syntyvät tähdet voivat olla Auringon massan ympärillä - tai paljon, paljon suurempia. Carina-köysillä on monia erittäin massiivisia tähtiä, jotka polttavat erittäin kuumia ja kirkkaita ja elävät muutaman miljoonan vuoden lyhyen elämän. Tähdet kuten aurinko, joka on enemmän keltaista kääpiötä, voivat elää miljardien vuosien vanhoina. Carina-udulla on sekoitus tähdet, kaikki erissä syntyneet ja avaruuden läpi hajallaan.

Kun tähdet veistävät kaasun ja pölyn syntymäpilviä, ne luovat hämmästyttävän kauniita muotoja. Carina-köysillä on useita alueita, jotka on poistettu läheisten tähtiä aiheuttavan säteilyn vaikutuksesta.

Yksi niistä on Mystic Mountain, tähtiä muodostavan pylvään pylväs, joka ulottuu kolmen valovuoden avaruuteen. Eri vuoristossa sijaitsevat "huiput" sisältävät vastamuodostavia tähtiä, jotka syövät tiensä ulospäin, kun taas lähellä olevat tähdet muodostavat ulkopinnan. Joidenkin piikkien yläosassa ovat materiaalin suihkut, jotka virtaavat pois sisällä olevista vauvatähteistä. Muutamassa tuhannessa vuodessa tämä alue on koti pienelle avoimelle kuumien nuorten tähtien ryhmälle Carina-udoksen suuremmissa rajoissa. On paljon tähtiklustereita (tähtiyhdistykset) nebulassa, joka antaa tähtitieteilijöille käsityksen tähteiden muodostumisesta yhdessä galaksissa.

Massiivinen tähtiklusteri nimeltään Trumpler 14 on yksi suurimmista klustereista Carina-köysillä. Se sisältää Linnunradan massiivisimpia ja kuumimpia tähtiä. Trumpler 14 on avoin tähtiklusteri, joka pakata valtavan määrän kuumia nuoria tähtiä, jotka on pakattu alueelle, joka on noin kuusi valovuotta. Se on osa laajempaa kuumien nuorten tähtien ryhmää, nimeltään Carina OB1 tähtien yhdistys. OB-yhdistys on kokoelma kaikkialla välillä 10–100 kuumaa, nuorta, massiivista tähteä, jotka ovat edelleen klusteroituneet syntymänsä jälkeen.

Carina OB1 -yhdistys sisältää seitsemän tähtiryhmää, jotka kaikki syntyvät suunnilleen samaan aikaan. Siinä on myös massiivinen ja erittäin kuuma tähti nimeltään HD 93129Aa. Astronomit arvioivat sen olevan 2,5 miljoonaa kertaa kirkkaampi kuin aurinko ja se on yksi nuorimmista klusterin massiivisista kuumista tähdistä. Itse Trumpler 14 on vain noin puoli miljoonaa vuotta vanha. Sitä vastoin Härän Pleiades-tähtiklusteri on noin 115 miljoonaa vuotta vanha. Trumpler 14 -ryhmän nuoret tähdet lähettävät sumun läpi raivoisasti voimakkaita tuulia, mikä myös auttaa veistämään kaasu- ja pölypilviä.

Trumpler 14 -tähtien ikäisenä he käyttävät ydinpolttoainettaan upeaan määrään. Kun heidän vety loppuu, he alkavat kuluttaa heliumia sydämessään. Lopulta niiden polttoaine loppuu ja romahtaa itsensä päälle. Lopulta nämä massiiviset tähtimonsterit räjähtävät valtavissa katastrofisissa purskeissa nimeltään "supernova räjähdykset"Näiden räjähdysten aiheuttamat iskuaallot lähettävät elementit avaruuteen. Tämä materiaali rikastuttaa tulevia tähti sukupolvia, jotka muodostetaan Carina-niemessä.

Mielenkiintoista, että vaikka monia tähtiä on jo muodostunut Trumpler 14: n avoimeen klusteriin, jäljellä on vielä muutama kaasu- ja pölypilvi. Yksi niistä on musta pallo vasemmalla keskellä. Se voi hyvin hoitaa muutama tähti, joka lopulta syö heidän päiväkudonsa ja loistaa muutaman sadan tuhannen vuoden kuluttua.

Lähellä Trumpler 14: tä on massiivinen tähtiklusteri nimeltään Trumpler 16 - myös osa Carina OB1 -yhdistystä. Kuten vierekkäisen kollegankin tavoin, tämä avoin klusteri on täynnä tähtiä, jotka elävät nopeasti ja kuolevat nuorena. Yksi näistä tähtiä on vaaleansininen muuttuja nimeltään Eta Carinae.

Tämä massiivinen tähti (yksi a binaarinen pari) on käynyt läpi murroksia ennakkoon kuolemaansa massiivisessa supernovan räjähdyksessä, jota kutsutaan hypernovaksi, joskus seuraavan 100 000 vuoden aikana. Vuonna 1840, se kirkastui tulla toiseksi kirkkain tähti taivaalla. Sitten se hämärtyi lähes sata vuotta, ennen kuin 1940-luvulla alkoi hidas kirkkaus. Jo nyt se on voimakas tähti. Se säteilee viisi miljoonaa kertaa enemmän energiaa kuin aurinko tekee, vaikka se valmistautuisi lopulliseen tuhoon.

Parin toinen tähti on myös erittäin massiivinen - noin 30-kertainen auringon massaan nähden -, mutta sen peittää primaarinsa poistama kaasu- ja pölypilvi. Tuo pilvi on nimeltään "Homunculus", koska se näyttää olevan lähes humanoidinen muoto. Sen epäsäännöllinen ulkonäkö on jotain salaperäistä; kukaan ei ole aivan varma, miksi Eta Carinaen ja sen seuralaisen ympärillä olevassa räjähtävässä pilvessä on kaksi lohkoa ja se on sinkitty keskelle.

Kun Eta Carinae puhaltaa pinonsa, siitä tulee taivaan kirkkain esine. Monien viikkojen ajan se hidastuu. Alkuperäisen tähden jäännökset (tai molemmat tähdet, jos molemmat räjähtää) räjähtävät iskuaalloissa tähtisumu. Lopulta siitä materiaalista tulee kaukotulevaisuudessa uusien tähdesukupolvien rakennuspalikoita.

Skygazerit, jotka lähtevät pohjoisen pallonpuoliskon eteläpuolelle ja koko eteläiselle pallonpuoliskolle, voivat löytää helposti sumun tähdistön sydämestä. Se on hyvin lähellä Crux-tähdistöä, joka tunnetaan myös nimellä Southern Cross. Carina-köysi on hyvä paljain silmin varustettu esine, joka paranee entisestään kiikarin tai pienen kaukoputken avulla. Tarkkailijat, joilla on hyvän kokoinen kaukoputki, voivat viettää paljon aikaa tutkimalla Trumpler-klustereita, Homunculusta, Eta Carinaea ja Avaimenreiä-aluetta sumun ytimessä. Sumua tarkastellaan parhaiten eteläisellä pallonpuoliskolla kesä- ja alkusyksykuukaudet (pohjoisen pallonpuoliskon talvi ja varhainen kevät).

Sekä amatööri- että ammattimaisille tarkkailijoille Carina-köysikaari tarjoaa mahdollisuuden nähdä alueita, jotka ovat samanlaisia ​​kuin ne, jotka synnyttivät omaa aurinkoamme ja planeettoja miljardeja vuosia sitten. Tähtien syntymäalueiden tutkiminen tässä nebulassa antaa tähtitieteilijöille paremman kuvan tähtien syntymäprosessista ja tavoista, joita tähdet rypistyvät syntymänsä jälkeen.

Kaukaisessa tulevaisuudessa tarkkailijat tarkkailevat myös sitä, kuinka tähti, joka on sumun ytimessä, räjähtää ja kuolee täydentäen tähtielämän kiertoa.