Туманные пятна в созвездии Ориона

Впечатляющее изображение на фото представляет собой снимок участка неба в самом центре созвездия Ориона, настоящего украшения зимнего неба. На нём запечатлены два, вероятно, наиболее известных небесных объекта (во всяком случае, их «портреты» непременно присутствуют в любой книге по астрономии) — Большая туманность Ориона М42 и тёмная туманность Конская голова. Снимок этот — результат многочасового экспонирования, позволившего любителю астрономии из Санкт-Петербурга Станиславу Вольскому получить уникальный результат. Практически по всему полю зрения проработались красные облака и волокна более слабых туманностей, которые, как теперь совершенно очевидно, связывают эти два комплекса.
Сто-двести лет тому назад астрономы, рассматривая небо в первые телескопы, обнаружили в Орионе несколько туманных пятен. Тогда никто не мог даже предположить, что они лишь части единого гигантского облака пыли и газа, протянувшегося на сотни световых лет в плоскости нашей Галактики. Это было неочевидно ещё в недавнем прошлом, и сравнение современного снимка с прежними позволяет понять, как менялись наши знания о небе, методы его изучения и инструменты.
Тысячи лет назад, когда люди только начали складывать звёзды над головой в фигуры, они считали, что боги поместили на небо героев и персонажей легенд. Потом, с появлением науки, люди поняли, что звёзды — далёкие светила, хотя и не сразу осознали, насколько они далеки. Появились мощные телескопы с большим разрешением, астрономы смогли заглянуть за границу, доступную глазу, и стало понятно, что космос сложнее, чем представлялось прежде. Фотография позволила «накапливать» свет, регистрируя слабые излучения. Тогда обнаружилось, что давно известные «туманные пятна» — это облака пыли и газа, а значит, небеса не идеально чистая среда, и между звёздами имеются остатки «стройматериалов», из которых они, возможно, были сделаны (кстати, именно туманность Ориона была первой сфотографированной туманностью — в 1880 году). Полсотни лет назад, когда были построены специальные телескопы для фотографирования неба, оказалось, что значительная часть окружающего нас пространства заполнена облаками как светящегося, так и тёмного вещества. Теперь, после победы «цифровой революции» в фотографии, их при желании может заснять любой человек, оснащённый телескопом и несложным набором аппаратуры. Пример — этот великолепный снимок, представляющий часть наших звёздных окрестностей в виде, который ещё совсем недавно, 10 — 20 лет назад, был недостижим даже для лучших профессиональных инструментов. Но самое главное — он помогает не только понять, но и увидеть, как устроены наши ближайшие звёздные окрестности.
На снимке справа внизу видна туманность Ориона, один из самых известных и ярких объектов небосвода. Туманность выглядит эффектно практически в любой телескоп благодаря большой яркости и характерной форме с контрастными «крыльями». В её центре, даже с увеличением только в 20 х, видны четыре тесно сгруппированные белые звёздочки — наблюдатели называют их Трапецией Ориона, причём наиболее внимательные замечают, что все они слегка разного цвета. Телескопы покрупнее обнаружили ещё сначала две, а затем и три слабые звезды. Стало понятно, что здесь расположено целое их скопление. Не так давно исследования в инфракрасном свете, в том числе с космических обсерваторий, показали, что на самом деле внутри туманности находится не десяток, а сотни звёзд, почти все молодые. Это подтвердило давнюю догадку учёных, что молекулярные облака, подобные М42, не что иное, как «колыбели» звёзд, и там, в их скрытых от нашего глаза глубинах, пыль и газ под воздействием собственной гравитации собираются в так называемые протозвёзды, внутри которых потом разгораются ядерные реакции, делая их настоящими звёздами. Звёзды Трапеции — именно такие «звёздные младенцы» — их возраст оценивают всего в несколько тысяч лет, а у некоторых он и того меньше.
При внимательном рассмотрении хороших снимков туманности видно, что сейчас она являет собой не более-менее однородную массу, а клочковатое облако с внутренними полостями, пустотами и плотными непрозрачными газопылевыми шлейфами. Сквозь одну из таких полостей мы и видим Трапецию. Очевидно, что пустоты появляются под воздействием «звёздного ветра»: давление излучения новорождённых в туманности звёзд раздувает окружающий газ, туманность постепенно истончается и со временем будет разорвана на клочки, разнесена «ветром» и перестанет быть видна. Многие такие умирающие туманности хорошо известны и любителям астрономии. А сколько «звёздных коконов» мы пока ещё не видим!
Рядом с М42 есть ещё одна красно-голубая туманность — это часть того же комплекса туманности Ориона, которую как бы перечёркивает мощный пылевой шлейф, протянувшийся от нижнего левого угла снимка. Она известна давно, но считалась отдельной самостоятельной туманностью.
Откуда появляется в туманностях свет — вопрос довольно интересный. Конечно, в их свечении есть и отражённый пылью свет звёзд (белый или голубоватый), но большая часть его — это свечение ионизованных излучением атомов водорода. Поглощая видимое и ультрафиолетовое излучение звёзд, они переизлучают его, но уже в красной области спектра, окрашивая облака. Голубые краски к портрету туманностей добавляет излучающий кислород (похожий эффект заставляет светиться голубые или оранжевые лампы дневного света с парами ртути или натрия в колбах). Рассматривая цветные снимки, мы видим, какие газы и где в космосе преобладают: всё пространство, охваченное снимком, буквально заполнено жёстким излучением и облаками межзвёздного водорода (которые простираются далеко за его пределы и всё созвездие буквально тонет в них). Плотность облаков крайне мала, в миллиарды раз меньше плотности этих газов в земной атмосфере. Так, например, в одном кубическом метре туманности Ориона присутствует всего лишь 225 млн атомов водорода, 22 млн — гелия, 56 тыс. — кислорода и всего лишь 8000 — серы! Поэтому облака совершенно недоступны для наблюдения глазом, настолько слаб их свет.
Измерения показывают, что расстояние от нас до туманности Ориона около 1000 световых лет, а её поперечник не менее 20—25 световых лет, то есть в 15 тыс. раз больше диаметра нашей Солнечной системы. Если же предположить, что расстояние до звезды С, (зета) Ориона и освещаемых ею облаков примерно такое же, как до туманности Ориона, то получается, что свет звезды достигает облаков примерно за 60—70 лет! Вот уж поистине космические масштабы!
В противоположном углу снимка видно другое облако водорода, непохожее на плотную М42. Довольно разрежённое, полупрозрачное полотнище туманности IC434 упирается в огромную «стену» пыли. Туманность светится под воздействием мощного ультрафиолетового излучения звезды С, Ориона, крайней левой в «поясе» небесного охотника. Эта звезда в 20 раз больше нашего Солнца и в несколько раз горячее. Неудивительно, что её излучения хватает, чтобы поддерживать эмиссионное свечение газов, в которое она погружена, на многие световые годы вокруг. По-видимому, под воздействием её же излучения светится также газ в расположенной неподалёку туманности NGC2024 (хотя и доказано, что в ней идут свои процессы образования звёзд, которые также могут участвовать в «освещении» туманности изнутри). Отличающийся же от других её цвет явно свидетельствует, что в состав туманности входит не только водород. Но наиболее интересно, конечно, небольшое, но приметное чёрное облачко характерной формы, чётко различимое на фоне IC434. Это и есть знаменитая тёмная туманность Конская голова, вторая главная достопримечательность созвездия после М42, но как же они непохожи! Размер туманности оценивают примерно в 18 световых лет от её «ноздрей» до «холки».
К сожалению, несмотря на то что астрономы привыкли пользоваться словом «яркая» применительно к туманностям, эта оценка всё же относительна. Практически все они настолько тусклые, что даже при наблюдении в большие телескопы глаз не способен видеть их цвет, а воспринимает только слабое сероватое свечение. И туманность Ориона, хотя её «крылья» прекрасно видны и в 7—8-сантиметровые телескопы, а в большие представляют собой прекрасное зрелище, к сожалению, не выглядит цветной. И если М42 очень лёгкий, даже для начинающего, объект наблюдения (невооружённым глазом в условиях тёмного, незасвеченного, безлунного неба видно тусклое свечение, окружающее среднюю звёздочку «меча» Ориона), то найти Конскую голову под силу лишь опытному наблюдателю, с хорошим, по крайней мере 20—25-сантиметровым, телескопом. После долгой адаптации к темноте и столь же упорного вглядывания он может различить «маленький кусочек темноты, ещё более чёрный, чем окружающий мрак», как метко заметил один наблюдатель XIX века.
Андрей Остапенко



Читайте также...