Туманности: ранние стадии. Сверхновые и пульсары

До сравнительно недавнего времени астрономы не вполне сознавали, насколько туманности различных типов отличаются друг от друга. Если посмотреть, например, на туманность Омега в созвездии Стрельца, а затем на Крабовидную туманность в созвездии Тельца, может показаться, что они очень похожи. На самом деле они представляют диаметрально противоположные точки последовательности звездной эволюции. В диффузной туманности Омега звезды образуются из межзвездного вещества; Крабовидная туманность является остатком взрыва сверхновой, в центре которого находится пульсар-предельно сжавшаяся плотная звезда.

Туманности: ранние стадии. Интересная туманность связана с молодой звездой Т Тельца, неправильной переменной, которая все еще сжимается, эволюционируя к главной последовательности. Открыл эту туманность в 1852 г. Дж. Р. Хинд, английский астроном-любитель. Он занимался поисками новых астероидов с помощью 7-дюймового (17,8 см) рефрактора и между делом заметил туманность Т Тельца. Спустя девять лет он обнаружил, что туманность исчезла. Впоследствии ее удалось вновь отыскать; туманность доступна большим телескопам (официальное ее обозначение-NGC 1554), но сейчас она несравненно слабее, чем во времена открытия ее Хиндом. Кроме того, сама звезда Т Тельца недостаточно горяча для возбуждения свечения вещества туманности, однако она является источником инфракрасного излучения, и нет сомнений в ее связи с веществом окружающей туманности, из которого она образовалась. Существуют другие переменные туманности, также связанные с молодыми звездами, например с R Единорога (недалеко от созвездия Ориона) и с R Южной Короны (на южном небе).

Итак, бывают туманности, связанные с процессом рождения звезд. То же можно сказать об обычных газовых, или галактических, туманностях, таких, как М 42 в созвездии Ориона. В глубине М 42 находится инфракрасный источник, известный под названием «объект Беклина», постоянно скрытый от земного наблюдателя веществом туманности. Это либо очень молодая звезда, либо какой-то чрезвычайно мощный объект со светимостью, не менее чем в миллион раз превышающей светимость Солнца. Однако узнать, что это на самом деле, не представляется возможным: изучению доступно только инфракрасное излучение объекта, способное пройти сквозь туманность и достичь Земли.

А. Блаау и У. Морган (США) исследовали АЕ Возничего-звезду класса О, имеющую высокую скорость-около 130 км/с. Проследив ее движение, так сказать, в «обратном» направлении, можно установить, что около 2,5 млн. лет назад она находилась в области туманности Ориона. В противоположном направлении движется другая звезда, ц Голубя, имеющая близкую скорость и расположенная примерно на таком же расстоянии от туманности. Выдвинуто предположение, что какое-то гигантское возмущение разбросало эти две звезды в разные стороны от места их рождения.

Планетарные туманности. Другие туманности соответствуют поздним стадиям эволюции звезд. В частности, существуют планетарные туманности, которые выглядят как маленькие, слабо светящиеся диски или кольца, слегка напоминающие диски планет. Планетарные туманности, как и диффузные, состоят из газа, но они не являются ни планетами, ни настоящими туманностями, так что вряд ли можно было бы придумать для них менее удачное название, чем это общепринятое. Наиболее известна Кольцевая туманность М 57 в созвездии Лиры, открытая в 1779 г. Она состоит из центральной звезды, окруженной газовой оболочкой. При детальном рассмотрении становится заметно, что на краях сосредоточено больше светящегося вещества, чем в центре, поэтому туманность выглядит как кольцо. Диаметр М 57 почти равен световому году, а газовая оболочка чрезвычайно разрежена: ее плотность в 1017 раз ниже, чем у земной атмосферы на уровне моря.

Все планетарные туманности расширяются. Их возраст вряд ли может превышать несколько десятков тысяч лет, по имеющимся оценкам; если газовая оболочка сбрасывается старой звездой (а это, вероятно, так), вещество оболочки не может продолжать светиться много дольше 100 тыс. лет или около того. По одной из теорий планетарные туманности порождаются звездами — красными гигантами, сбрасывающими в пространство свои внешние слои, так что центральные звезды планетарных туманностей представляют собой ядра красных гигантов. Эти звезды имеют высокие температуры поверхности (около 50000°С) и уже «сожгли» основные запасы своего ядерного топлива; к настоящему времени они далеко прошли по пути превращения в белые карлики. Идея сброса оболочки хорошо согласуется с предполагаемой эволюционной последовательностью, хотя отнюдь нельзя с уверенностью считать, что каждая нормальная звезда неизбежно порождает планетарную туманность на поздних этапах своей жизни.

Туманность Омега, М 17 (NGC 6618), иногда называемую Подковой, открыл в 1746 г. французский астроном де Шезо. Туманность легко увидеть в бинокль в 1,5° к северу и 2° к востоку от звезды 5-й величины у Щита. Ее масса больше, чем у туманности Ориона. Как и у очень многих диффузных туманностей, в ней имеются как яркие области, так и следы темного, поглощающего свет вещества. М 17 лежит на границе созвездий Стрельца и Щита.

Сверхновые и пульсары. Существуют, наконец, туманности, представляющие собой конечный продукт звездной эволюции. Среди них наиболее известна Крабовидная туманность. Почти все прочие объекты такого типа имеют значительно больший возраст, и поэтому их особенности не так отчетливо выражены. В любом случае Крабовидная туманность-с необычным пульсаром в центре-представляется исключительным объектом. У волокнистой туманности в созвездии Лебедя хорошо заметна дугообразная форма светящегося вещества; все говорит о том, что это остаток взрыва сверхновой, происшедшего в доисторические времена. Современная скорость ее расширения-120 км/с. Существует, таким образом, непрерывная последовательность туманностей - от туманностей типа Т Тельца, связанных с рождением звезд, до остатков звезд, взорвавшихся как сверхновые.

Кольцевая туманность в Лире, М57 (NGC 6720), самая известная из планетарных туманностей, расположена посередине между двумя видимыми невооруженным глазом звездами, ß и у Лиры. Интегральная звездная величина туманности равна 9,3. Расстояние ее от Земли-1400 световых лет. Ясно видна центральная звезда. Вторая звезда (правее и выше) расположена ближе к нам и не связана с М 57.

Планетарная туманность NGC 7293 в созвездии Водолея не значится в знаменитом каталоге туманностей, составленном Мессье, тем не менее она является самой яркой из планетарных туманностей и превосходит по суммарной яркости Кольцевую туманность в Лире. NGC 7293 находится на расстоянии 600 световых лет от Земли. На фотографии ясно видна центральная звезда величины 13,3

Волокнистая туманность в созвездии Лебедя, NGC 6992 (иногда ее называют туманностью Перистое Облако), возможно, является остатком взрыва сверхновой (фотография получена на Паломарской обсерватории). Туманность удалена от нас на 2500 световых лет. По скорости движения газа было вычислено, что вспышка сверхновой произошла 50 тыс. лег назад. Через 25 тыс. лет туманность перестанет светится