Explorarea nebuloasei Carinei

Când astronomii vor să privească toate etapele nașterii stelelor și ale morții stelare din galaxia Calea Lactee, își îndreaptă adesea privirea spre puternica Nebula Carina, din inima constelației Carina. Este adesea denumită nebuloasa Keyhole datorită regiunii sale centrale în formă de gaură de cheie. În conformitate cu toate standardele, această nebuloasă de emisie (așa-numita, deoarece emite lumină) este una dintre cele mai mari care pot fi observate de pe Pământ, pitic Nebulă Orion în constelația Orion. Această regiune vastă de gaz molecular nu este bine cunoscută pentru observatorii din emisfera nordică, deoarece este un obiect al cerului sudic. Se află pe fundalul galaxiei noastre și aproape pare să se îmbine cu acea bandă de lumină care se întinde pe cer.

De la descoperirea sa, acest nor uriaș de gaz și praf i-a fascinat pe astronomi. Le oferă o locație unică pentru a studia procesele care formează, formează și, în cele din urmă, distrug stelele din galaxia noastră.

Nebuloasa Carina face parte din brațul Carina-Săgetător din Calea Lactee. Galaxia noastră are forma unei spirale, cu un set de brațe spiralate arcuindu-se în jurul unui miez central. Fiecare set de brațe are un nume specific.

Distanța până la Nebula Carina este undeva între 6.000 și 10.000 de ani-lumină distanță de noi. Este foarte extins, se întinde pe aproximativ 230 de ani-lumină de spațiu și este un loc destul de aglomerat. În granițele sale se află nori întunecați, unde se formează stele nou-născuți, ciorchini de stele tinere fierbinți, stele vechi pe moarte și rămășițe ale behemotelor stelare care au explodat deja ca supernove. Cel mai cunoscut obiect al său este steaua variabilă albastră luminoasă Eta Carinae.

Nebula Carina a fost descoperită de astronomul Nicolas Louis de Lacaille în 1752. A observat-o pentru prima dată din Africa de Sud. Din acel moment, nebuloasa expansivă a fost studiată intens atât de telescoapele bazate pe sol, cât și de cele spațiale. Regiunile sale de naștere a stelelor și moarte stelară sunt ținte ispititoare pentru Telescopul spațial Hubble, Telescopul spațial Spitzer, Observatorul cu raze X Chandra și multe altele.

Procesul nașterii stelelor în Nebula Carinei urmează aceeași cale pe care o face și în alți nori de gaz și praf din tot universul. Principalul ingredient al nebuloasei - gazul de hidrogen - constituie majoritatea norilor moleculari reci din regiune. Hidrogenul este principalul bloc de stele și își are originea în Big Bang în urmă cu aproximativ 13,7 miliarde de ani. Înfășurați în întreaga nebuloasă sunt nori de praf și alte gaze, cum ar fi oxigenul și sulful.

Nebuloasa este împânzită cu nori reci și negri de praf și praf numiți globule Bok. Ei sunt numiți pentru Dr. Bart Bok, astronomul care și-a dat seama pentru prima dată despre ce au fost. Aici au loc primele agitații ale nașterii stelelor, ascunse din vedere. Această imagine arată trei dintre aceste insule de gaz și praf din inima Nebulei Carinei. Procesul nașterii stelelor începe în interiorul acestor nori ca gravitatie trage materialul în centru. Pe măsură ce mai multe gaze și praf se adună, temperaturile cresc și un obiect stelar tânăr (YSO) se naște. După zeci de mii de ani, protostarul din centru este suficient de fierbinte pentru a începe să fuzioneze hidrogenul în miezul său și începe să strălucească. Radiația de la stea nou-născută mănâncă la norul de naștere, distrugându-l în cele din urmă. Lumina ultravioletă din stelele din apropiere sculptează și pepinierele de naștere a stelelor. Procesul se numește fotodisociere și este un produs secundar al nașterii stelare.

În funcție de câtă masă există în nor, stelele născute în interiorul acestuia pot fi în jurul masei Soarelui - sau mult, mult mai mare. Nebula Carina are multe stele foarte masive, care ard foarte tare și luminoase și trăiesc vieți scurte de câteva milioane de ani. Stele ca Soarele, care este mai mult un pitic galben, pot trăi pentru a avea miliarde de ani. Nebula Carina are un amestec de stele, toate născute în loturi și împrăștiate prin spațiu.

Pe măsură ce stelele sculptă norii de naștere din gaz și praf, creează forme uimitor de frumoase. În Nebula Carinei, există mai multe regiuni care au fost sculptate prin acțiunea radiațiilor de la stelele din apropiere.

Unul dintre ei este Misticul Mistic, un stâlp de material care formează stele, care se întinde pe trei ani-lumină de spațiu. Diverse „vârfuri” din munte conțin stele nou formate, care își mănâncă ieșirea, în timp ce stelele din apropiere modelează exteriorul. În vârfurile unora dintre vârfuri se află jeturi de materiale care se scurg de stelele copilului ascunse în interior. În câteva mii de ani, această regiune va găzdui un mic grup de stele tinere fierbinți, în limitele mai mari ale Nebulei Carinei. Sunt multi ciorchini de stele (asociații de stele) din nebuloasă, ceea ce oferă astronomilor o perspectivă asupra modurilor în care se formează stelele împreună în galaxie.

Clusterul masiv de stele numit Trumpler 14 este unul dintre cele mai mari clustere din Nebula Carinei. Conține unele dintre cele mai masive și mai tari stele din Calea Lactee. Trumpler 14 este un cluster cu stele deschise, care împachetează un număr imens de stele tinere și luminoase ambalate într-o regiune de aproximativ șase ani-lumină. Face parte dintr-o grupare mai mare de stele tinere fierbinți numită asociația stelară Carina OB1. O asociație OB este o colecție de oriunde între 10 până la 100 de stele fierbinți, tinere, masive, care sunt încă grupate împreună după nașterea lor.

Asociația Carina OB1 conține șapte grupuri de stele, toate născute aproximativ în același timp. De asemenea, are o stea masivă și foarte fierbinte, numită HD 93129Aa. Astronomii estimează că este de 2,5 milioane de ori mai strălucitor decât soarele și este una dintre cele mai tinere dintre stelele masive fierbinți din cluster. Trumpler 14 în sine are doar o jumătate de milion de ani. În schimb, clusterul Pleiades din Taur are o vechime de aproximativ 115 milioane de ani. Stelele tinere din grupul Trumpler 14 trimit vânturi puternic puternic prin nebuloasă, ceea ce ajută la sculptarea norilor de gaz și praf.

Pe măsură ce stelele lui Trumpler au vârsta de 14 ani, își consumă combustibilul nuclear într-un ritm prodigios. Când hidrogenul lor va rămâne, vor începe să consume heliu în miezurile lor. În cele din urmă, vor rămâne fără combustibil și se vor prăbuși pe ei înșiși. În cele din urmă, acești monștri stelari masivi vor exploda în izbucniri catastrofale imense numite „explozii de supernove"Undele de șoc din aceste explozii își vor trimite elementele în spațiu. Acest material va îmbogăți generațiile viitoare de stele care vor fi formate în Nebula Carinei.

Interesant este că, deși multe stele s-au format deja în cadrul grupului deschis Trumpler 14, mai rămân câteva nori de gaz și praf. Unul dintre ele este globul negru din centrul stângului. S-ar putea să se alimenteze cu câteva stele care, în cele din urmă, își vor mânca crechea și vor străluci în câteva sute de mii de ani.

Nu departe de Trumpler 14 se află clusterul de stele masiv numit Trumpler 16 - de asemenea parte a asociației Carina OB1. Ca și omologul său de alături, acest cluster deschis este plin de stele care trăiesc repede și vor muri tinere. Una dintre aceste stele este variabila albastră luminoasă numită Eta Carinae.

Această stea masivă (una a pereche binară) a trecut prin tulburări ca un preludiu al morții sale într-o explozie masivă de supernova numită hypernova, cândva în următorii 100.000 de ani. În anii 1840, s-a luminat pentru a deveni a doua cea mai strălucitoare stea din cer. S-a redus apoi aproape o sută de ani înainte de a începe o lumină lentă în anii 40. Chiar și acum, este o stea puternică. El radiază de cinci milioane de ori mai multă energie decât Soarele, chiar dacă se pregătește pentru distrugerea sa posibilă.

A doua stea a perechii este, de asemenea, foarte masivă - de aproximativ 30 de ori mai mare decât Soarele, dar este ascunsă de un nor de gaz și praf ejectat de primarul său. Acest nor se numește „Homunculus”, deoarece pare să aibă o formă aproape umanoidă. Aspectul său neregulat este ceva de mister; nimeni nu este deloc sigur de ce norul exploziv din jurul Eta Carinae și însoțitorul său are doi lobi și este prins în mijloc.

Când Eta Carinae își aruncă stiva, va deveni cel mai strălucitor obiect din cer. Peste multe săptămâni, se va estompa încet. Rămășițele stelei originale (sau a ambelor stele, dacă ambele explodează) se vor repezi în valuri de șoc prin intermediul nebuloasă. În cele din urmă, acel material va deveni blocurile de construcție ale noilor generații de stele în viitorul îndepărtat.

Skygazers care se aventurează în zona de sud a emisferei nordice și în întreaga emisferă sudică pot găsi cu ușurință nebuloasa din inima constelației. Este foarte aproape de constelația Crux, cunoscută și sub numele de Crucea de Sud. Nebula Carina este un bun obiect cu ochi goi și se îmbunătățește și mai bine cu o privire prin binoclu sau un telescop mic. Observatorii cu telescoape de dimensiuni bune pot petrece mult timp explorand grupurile Trumpler, Homunculus, Eta Carinae și regiunea Keyhole din inima nebuloasei. Nebuloasa este vizualizată cel mai bine în timpul emisfera sudica vara și primele luni de toamnă (emisfera nordică iarna și primăvara devreme).

Atât pentru observatorii amatori, cât și pentru cei profesioniști, Nebula Carina oferă o șansă de a vedea regiuni similare cu cea care a adus propriul nostru Soare și planete acum miliarde de ani. Studierea regiunilor de naștere în această nebuloasă oferă astronomilor o perspectivă mai detaliată asupra procesului de naștere a stelelor și a modurilor în care stelele se strâng împreună după ce se nasc.

În viitorul îndepărtat, observatorii vor privi, de asemenea, ca o stea din inima nebuloasei explodează și moare, completând ciclul vieții stelare.