Nebulas Fabulous Lives

Herschel og Hubble Composite af Krabbeåge 1024

Denne levende udsigt over Krabbeågen kombinerer en infrarød udsigt fra ESA's Herschel Space Observatory med et optisk billede fra arkiverne til NASA/ESA Hubble -rumteleskopet. (Billedkredit: ESA/Herschel/PACS/MESS Key Program Supernova Remnant Team; NASA, ESA og Allison Loll/Jeff Hester (Arizona State University))



Paul Sutter er astrofysiker hos Ohio State University og chefforsker ved Columbus, Ohio Center for Videnskab og Industri (COSI) . Sutter er også vært for podcasts ' Spørg en rummand ' og ' RealSpace , 'og YouTube -serien' Plads i dit ansigt . '



Glitrende, glamourøst, yndefuldt. Den seneste røde løber-modeerklæring? Nej selvfølgelig ikke. Jeg taler om nebulas, de sprøde gas- og støvskyer spredt gennem hver galakse. Jordiske stoffer kan ikke komme tæt på den himmelske, svage skønhed ved disse genstande.

Peppered i hele Mælkevejen, de giver amatørastronomer en eyeful af glæde og giver professionelle astronomer masser at overveje. Vi ser disse objekter i alle mulige former, størrelser, farver og konfigurationer, fra næsten perfekte kugler og skaller til blændende komplekse spiraler til sammenfiltrede vrag. Men hvor kommer de egentlig fra? Og måske endnu vigtigere, hvor skal de hen?



[ Se denne video, hvor jeg beskriver Messiers katalog over nebulas. ]

Ind i stjernerne

For at få et godt kig på nebulas, lad os først se på stjernerne. Lille, kompakt og tæt - i hvert fald astronomisk set - en stjerne er stort set det modsatte af en tåge. Kraften til en stjerne kommer fra atomfusion, der opstår på grund af det intense pres, der skubber elementer sammen langt forbi deres personlige komfortzoner. Denne fusion skaber tungere grundstoffer og en lille smule rester af energi, som er nok til at opretholde stjernen for millioner (i tilfælde af store stjerner) til billioner (i tilfælde af teenage-lille-knap-over- brun-dværg stjerner) i år. [50 fantastiske dybe rum-stjernetåger]

Uanset hvor længe de holder, er stjerner begrænsede væsener. Således må de være kommet et sted fra og ende med at gå et andet sted hen. Formentlig startede de ikke livet som små, tætte bolde, og de vil heller ikke afslutte livet på samme måde. Så hvor kommer stjernerne fra, og hvor skal de hen?



Baseret på denne artikels emne kan du sikkert gætte, hvad svaret er: nebulas. Stjerner kommer fra nebulas og ender med at blive til nebulas. På samme måde kan nebulas generelt klassificeres i to kategorier: om-til-at-være-stjerner og brugt-til-være-stjerner.

Om at være stjerner

Man kan argumentere for, at stoffets naturlige tilstand er skyer af ting. Faktisk er jeg ved at komme med netop det argument. Stjerner er afhængige af en bestemt proces, atomfusion, for at overleve, og når denne proces slutter, holder de op med at være stjerner. Objekterne kendt som stjerner er helt midlertidige. Men en sky af gas og støv? Det kan bare hænge ud som en sky af gas og støv, så længe det vil. Hvis ingen kræfter skubber det på den ene eller den anden måde, er det fuldstændig lykkeligt bare at være, hvad det er.

Det vil kun ændre sig, når en tåge bliver nudged, f.eks. Ved en tilfældighed tyngdekraftsinteraktion med en nabo eller ved at være for tæt på en nærliggende supernova (du må hade det, når det sker). Når den er nudged, kan stjernetågen blive ustabil, dens naturlige selvgravitationstræk overvælder dens lige så naturgastryk (en begivenhed markeret ved at nå en tærskel kaldet 'Jeans ustabilitet'). Meget hurtigt, stykker af stjernetågen gren og bryde af, smadre ned på sig selv til få fusionsfesten i gang og lav nogle stjerner.



hvis du

Hvis du er en aktuel ekspert-forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør-og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her .(Billedkredit: demokratija.eu)

De smadrede bits blive til 'mørke nebulas' (hint: de er lidt sorte), da deres høje densiteter indhyller lyset fra alle nydannede stjerner. Heldigvis trænger radio og infrarød stråling ind i selv den tætteste af disse nebulas, så astronomer kan kigge ind i disse skyers stjerneliv.

En typisk sky af gas, der engang var urolig, kan lave hundredvis eller endda tusinder af stjerner i et enkelt parti. Den største og klareste af disse stjerner vil spytte tonsvis af varm, tung, højenergistråling ud, spændende molekylerne i den resterende tåge og få den til at lyse rosenrød.

Kaldes 'emission nebulas' - fordi deres materiale, vel, udsender lys - de vil ikke vare længe. De store, lyse stjerner, der udstråler stråling, er helt sikkert gå supernova ved at rive de allerede sløve slør af støv og gas fra hinanden og sprede dette materiale så tyndt, at selv de skarpeste iagttagere ikke er i stand til at skelne det fra den generelle rumlige baggrund.

Tidligere var det stjerner

Og det bringer os til det sted, hvor nebulas kommer fra i første omgang. Svaret er selvfølgelig stjerner. Når stjerner dør, er det ikke smukt - eller det er meget smukt, afhængigt af dit synspunkt. [Fotos af Supernova: Store billeder af stjerneeksplosioner]

De største stjerner går på spektakulær vis og frigiver næsten al deres ubrugte energi i en eksplosion, der kan overskygge hele galakser (for at være fair vil eksplosionen kun vare et par dage eller uger, mens galakser fortsætter med at skinne i billioner af år). Denne eksplosion bærer naturligvis en masse 'ting' langt fra den oprindelige stjerne; dybest set er hele stjernen vendt på vrangen og går fra punktlignende til skylignende i en fantastisk begivenhed.

Det udstødte materiale kører chokbølgerne med en sund brøkdel af lysets hastighed, så det tager ikke lang tid, før der dannes en anstændig nebula. Selv supernovaer, der fandt sted for kun flere hundrede år siden (som astronomisk set lige så godt kunne være i går) er allerede blevet smukke kunstneriske displays. Et sådant eksempel er Krabbe-stjernetågen, der selv er oplyst af den intense stråling, der stadig strømmer ud af den varme, resterende kerne af dens døde stjerne.

Stjerner som Jordens sol forsvinder ikke så intenst, men det betyder ikke, at de ikke får skabt deres egne mesterværker. Ved slutningen af ​​disse stjerners liv fører overgangen fra hydrogen til helium-baseret fusion i kernerne til komplekst samspil i stjernernes interiør. Dette får de yderste lag til at svulme op, ekspandere og til sidst falde af. Stjernens uregelmæssige karakter i løbet af denne tid skubber den udadgående gas i underlige retninger.

Resultatet: planetariske nebulas, som desværre absolut ikke har noget med planeter at gøre. De kommer i en vild variation af former og mønstre. De holder ikke længe. Ligesom deres supernova -fætre er de oplyst af stjernens resterende kerne, og når det når frem efter et par tusinde år, er fyrværkeri -showet slut.

Men da stjerner som Jordens sol er så almindelige, fortsætter denne galakse med at producere nye planetariske nebulas, der dekorerer den galaktiske skive som julepynt.

[ Se denne video, hvor jeg forklarer stjerners livscyklus. ]

Stjernelivets cirkel

Så det er det: Nebulas bliver til stjerner, og stjerner bliver til nebulas. Det er en cyklus, der har vedvaret i over 13 milliarder år, begyndende da den første tåge skruede sig ned i en stjerne. Og det vil fortsætte med at vare i billioner mere. Til sidst vil nebulerne dog vinde: Du skal pakke nok ting ind i et lille nok rum til at lave en stjerne, og når du løber tør for muligheder, løber du tør for stjerner, og universet vender tilbage til sit naturlige, langsigtede tilstand: en flok gas og støv, der flyder rundt.

Lær mere ved at lytte til afsnittet ' Hvor kommer stjernetåger fra? 'på podcasten' Ask a Spaceman ', tilgængelig den iTunes og på Internettet kl http://www.askaspaceman.com . Tak til @bcmiller151 for det spørgsmål, der førte til dette stykke! Stil dit eget spørgsmål på Twitter ved hjælp af #AskASpaceman eller ved at følge Paul @PaulMattSutter og på facebook.com/PaulMattSutter .

Følg alle Expert Voices -spørgsmål og debatter - og bliv en del af diskussionen - videre Facebook , Twitter og Google+ . De udtrykte synspunkter er forfatterens og afspejler ikke nødvendigvis udgiverens synspunkter. Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den demokratija.eu .