Tyrinėti Karinos ūką

Kai astronomai nori pažvelgti į visas žvaigždžių gimimo ir žvaigždžių mirties stadijas Paukščių Tako galaktikoje, jie dažnai nukreipia savo žvilgsnį į galingą Karinos ūką, esantį Karinos žvaigždyno širdyje. Dėl rakto skylės formos centrinio regiono jis dažnai vadinamas „Keyhole“ ūku. Pagal visus standartus šis išmetamasis ūkas (vadinamasis todėl, kad skleidžia šviesą) yra vienas didžiausių, kurį galima pastebėti iš Žemės, nykstant Oriono ūkas Oriono žvaigždyne. Šis platus molekulinių dujų regionas nėra gerai žinomas šiaurinio pusrutulio stebėtojams, nes tai yra pietų dangaus objektas. Ji yra mūsų galaktikos fone ir atrodo, kad beveik susilieja su ta dangaus skliauto šviesos juosta.

Nuo pat atradimo šis milžiniškas dujų ir dulkių debesis sužavėjo astronomus. Tai suteikia jiems vieno langelio vietą tyrinėti procesus, kurie formuoja, formuoja ir galiausiai sunaikina žvaigždes mūsų galaktikoje.

Karinos ūkas yra Paukščių Tako Karinos ir Šaulio rankos dalis. Mūsų galaktika yra spiralės formos, o spiralinių strypų rinkinys lanko aplink centrinę šerdį. Kiekvienas ginklų rinkinys turi specifinį pavadinimą.

Atstumas iki Karinos ūko yra maždaug 6 000–10 000 šviesmečių nuo mūsų. Tai labai platus plotas, apimantis maždaug 230 šviesmečių erdvę ir gana užimtas. Jos ribose yra tamsūs debesys, kur formuojasi naujagimio žvaigždės, karštų jaunų žvaigždžių spiečiai, senos mirštančios žvaigždės ir žvaigždžių behemotų liekanos, kurios jau susprogdintos kaip supernovos. Garsiausias jos objektas yra švytinti mėlyna kintama žvaigždė Eta Carinae.

Karinos ūką 1752 metais atrado astronomas Nicolas Louis de Lacaille. Pirmą kartą jis pastebėjo iš Pietų Afrikos. Nuo to laiko ekspansinis ūkas buvo intensyviai tiriamas tiek ant žemės, tiek kosmose. Jos žvaigždžių gimimo ir mirimo regionai yra viliojantys tikslai Hablo kosminis teleskopas, „Spitzer“ kosminiu teleskopu, „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija ir daugeliu kitų.

Žvaigždžių gimimo procesas Karinos ūke eina tuo pačiu keliu, kurį jis daro kituose dujų ir dulkių debesyse visoje visatoje. Pagrindinis ūko ingredientas - vandenilio dujos - sudaro didžiąją dalį šaltų molekulinių debesų regione. Vandenilis yra pagrindinis statybinis žvaigždžių blokas, kilęs iš Didžiojo sprogimo maždaug prieš 13,7 milijardo metų. Visame ūke yra dulkių ir kitų dujų, tokių kaip deguonis ir siera, debesys.

Ūkas yra padengtas šaltais tamsiais dujų ir dulkių debesimis, vadinamais Boko rutuliais. Jie pavadinti daktaru Bartu Boku, astronomu, kuris pirmasis išsiaiškino, kas jie yra. Čia vyksta pirmieji žvaigždžių gimimai, paslėpti nuo vaizdo. Šis vaizdas rodo tris iš šių dujų ir dulkių salų Karinos ūko širdyje. Žvaigždžių gimimo procesas prasideda šių debesų viduje gravitacija traukia medžiagą į centrą. Kai kartu susikaupia daugiau dujų ir dulkių, temperatūra pakyla ir gimsta jaunas žvaigždžių objektas (YSO). Po dešimčių tūkstančių metų centre esantis protostaris yra pakankamai įkaitęs, kad galėtų pradėti deginti vandenilį jo šerdyje ir jis pradeda šviesti. Naujagimio žvaigždės spinduliuotė išnyksta prie gimimo debesies ir galiausiai ją visiškai sunaikina. Šalia esančių žvaigždžių ultravioletinė šviesa taip pat skina žvaigždžių gimdyklas. Šis procesas vadinamas fotodisociacija, ir tai yra žvaigždžių gimimo šalutinis produktas.

Priklausomai nuo to, kiek debesyje yra masės, žvaigždės, esančios jo viduje, gali būti aplink Saulės masę - ar daug, daug didesnės. Karinos ūkas turi daug labai masyvių žvaigždžių, kurios dega labai karštai ir ryškiai bei gyvena neilgą kelių milijonų metų gyvenimą. Žvaigždės, tokios kaip Saulė, kuri labiau yra geltona nykštukė, gali gyventi milijardus metų. Karinos ūkas turi įvairių elementų žvaigždės, visi gimę partijomis ir išsibarstę po kosmosą.

Žvaigždės, skleisdamos gimimo debesis iš dujų ir dulkių, sukuria nuostabiai gražias formas. Karinos ūke yra keli regionai, kuriuos atitraukė aplinkinių žvaigždžių radiacija.

Vienas iš jų yra „Mystic Mountain“ - žvaigždžių formavimo medžiagos kolona, ​​besidriekianti per tris šviesmečius erdvės. Įvairiose kalno „viršūnėse“ yra naujai besiformuojančios žvaigždės, kurios valgo savo kelią, o šalia esančios žvaigždės formuoja išorę. Kai kuriose smailių viršūnėse yra medžiagos purkštukai, nutolę nuo viduje esančių kūdikių žvaigždžių. Po kelių tūkstančių metų šiame regione bus įsikūręs nedidelis atviras karštų jaunų žvaigždžių būrys didesniuose Karinos ūko rajonuose. Yra daug žvaigždžių spiečius (žvaigždžių asociacijos) ūke, kuris suteikia astronomams įžvalgos apie žvaigždžių formavimo galaktikoje būdus.

Didžiulis žvaigždžių spiečius, vadinamas „Trumpler 14“, yra vienas didžiausių Karinos ūko grupių. Jame yra keletas masyviausių ir karščiausių Paukščių Tako žvaigždžių. „Trumpler 14“ yra atviras žvaigždžių spiečius, kuriame yra daugybė šviečiančių karštų jaunų žvaigždžių, supakuotų į maždaug šešerių šviesmečių ilgio regioną. Tai yra dalis didesnio karštų jaunų žvaigždžių būrio, vadinamo žvaigždžių asociacija „Carina OB1“. OB asociacija yra kolekcija, kurioje yra nuo 10 iki 100 karštų, jaunų, masyvių žvaigždžių, kurios po gimimo vis dar susitelkusios į grupes.

„Carina OB1“ asociaciją sudaro septynios žvaigždžių grupės, visos gimusios maždaug tuo pačiu metu. Jame taip pat yra didžiulė ir labai karšta žvaigždė HD 93129Aa. Astronomai vertina, kad ji yra 2,5 milijono kartų ryškesnė nei saulė ir tai viena jauniausių iš masyvių karštų žvaigždžių klasteryje. Pats „Trumpler 14“ yra tik maždaug pusės milijono metų. Priešingai, „Pleiados“ žvaigždžių spiečius Taure yra maždaug 115 milijonų metų. Jaunos „Trumpler 14“ klasterio žvaigždės pro ūką skleidžia nepaprastai stiprų vėją, kuris taip pat padeda nugruntuoti dujų ir dulkių debesis.

Būdamos 14 metų Trumplerio žvaigždės, jos sunaudoja savo branduolinį kurą nepaprastu greičiu. Kai jų vandenilis pasibaigs, jie pradės vartoti helį savo šerdyje. Galų gale jiems pritrūks degalų ir jie susisuks patys. Galų gale šie didžiuliai žvaigždžių monstrai sprogs didžiuliuose katastrofiškuose protestuose, vadinamuose „supernovos sprogimai"Smūgio bangos, kilusios iš tų sprogimų, išneš jų elementus į kosmosą. Ta medžiaga praturtins būsimas žvaigždžių kartas, kurios bus suformuotos Karinos ūke.

Įdomu tai, kad nors „Trumpler 14“ klasteryje jau susiformavo daugybė žvaigždžių, vis dar liko keletas dujų ir dulkių debesų. Vienas iš jų - juodas gaublys kairėje centre. Tai gali užauginti dar keletą žvaigždžių, kurios galų gale suvalgys savo lopšį ir sužibės per kelis šimtus tūkstančių metų.

Netoli „Trumpler 14“ yra didžiulis žvaigždžių spiečius, vadinamas „Trumpler 16“, kuris taip pat yra „Carina OB1“ asociacijos dalis. Kaip ir jo kolega šalia, šis atviras spiečius yra pilnas žvaigždžių, greitai gyvenančių ir mirusių jaunų. Viena iš tų žvaigždžių yra šviesiai mėlynas kintamasis, vadinamas Eta Carinae.

Ši didžiulė žvaigždė (viena iš a dvejetainė pora) išgyveno perversmus kaip prielaidą savo mirčiai per didžiulį supernovos sprogimą, vadinamą hipernova, kažkur per ateinančius 100 000 metų. 1840-aisiais jis pašvietė ir tapo antra ryškiausia žvaigžde danguje. Tada beveik šimtą metų jis pritemdė, o 1940 m. Pradėjo lėtai šviesti. Net ir dabar ji yra galinga žvaigždė. Jis spinduliuoja penkis milijonus kartų daugiau energijos nei Saulė, net kai ji ruošiasi galutiniam sunaikinimui.

Antroji poros žvaigždė taip pat yra labai masyvi - maždaug 30 kartų didesnė už Saulės masę -, tačiau yra paslėpta dujų ir dulkių debesies, kurią išmeta jo pirminis sluoksnis. Tas debesis vadinamas „homunculus“, nes atrodo, kad jis turi beveik humanoidinę formą. Netvarkinga jo išvaizda yra paslaptis; niekas nėra tikras, kodėl sprogstamasis debesis aplink Eta Carinae ir jo kompanioną turi dvi skilteles ir yra cinched viduryje.

Kai „Eta Carinae“ išpūs savo kaminą, jis taps ryškiausiu dangaus objektu. Per daugelį savaičių jis pamažu išnyks. Originalios žvaigždės (arba abiejų žvaigždžių, jei abi sprogs) likučiai išbėgs šoko bangomis per ūkas. Galiausiai ta medžiaga tolimoje ateityje taps naujos kartos žvaigždžių statybiniais elementais.

Skygazeriai, žengiantys į šiaurinio pusrutulio pietus ir visame pietiniame pusrutulyje, gali lengvai rasti ūką žvaigždyno širdyje. Jis yra visai šalia Krukso žvaigždyno, dar žinomo kaip Pietinis kryžius. Karinos ūkas yra geras plika akimi matomas objektas ir dar geriau išryškėja žiūrint pro žiūronus ar mažą teleskopą. Stebėtojai, turintys tinkamo dydžio teleskopus, gali praleisti daug laiko tyrinėdami Trumpler grupes, Homunculus, Eta Carinae ir Keyhole regioną, esantį ūko centre. Ūkas geriausiai matomas per Pietinis pusrutulis vasaros ir ankstyvo rudens mėnesiai (šiaurinio pusrutulio žiema ir ankstyvas pavasaris).

Tiek mėgėjams, tiek profesionaliems stebėtojams Karinos ūkas suteikia galimybę pamatyti regionus, panašius į tą, kuris prieš mūsų pačių milijardus metų pagimdė mūsų pačių Saulę ir planetą. Studijuodami žvaigždžių gimimo regionus šiame ūke, astronomai gauna daugiau žinių apie žvaigždžių gimimo procesą ir būdus, kuriais žvaigždės susiburia po jų gimimo.

Tolimoje ateityje stebėtojai taip pat stebės, kaip žvaigždė, esanti ūko centre, sprogsta ir miršta, užbaigiant žvaigždės gyvenimo ciklą.