Utforska Carina Nebula

När astronomer vill titta på alla stadier av stjärnfödelse och stjärndöd i Vintergalaxen, vänder de ofta blicken mot den mäktiga Carina Nebula, i hjärtat av stjärnbilden Carina. Det kallas ofta nyckelhålsnebulan på grund av dess nyckelhålformade centrala region. Enligt alla standarder är denna utsläppsnebula (så kallad eftersom den avger ljus) en av de största som kan observeras från jorden, dvärg Orion Nebula i stjärnbilden Orion. Det stora molekylära området är inte känt för observatörer på norra halvklotet eftersom det är ett objekt med södra himmel. Det ligger på bakgrund av vår galax och verkar nästan smälta in i det ljusbandet som sträcker sig över himlen.

Sedan upptäckten har detta gigantiska moln av gas och damm fascinerat astronomer. Det ger dem en plats med ett stopp för att studera de processer som formar, formar och slutligen förstör stjärnor i vår galax.

Carina-nebulan är en del av Vintergatan Carina-Skyttararm.

Avståndet till Carina Nebula är någonstans mellan 6000 och 10 000 ljusår bort från oss. Det är mycket omfattande, sträcker sig över 230 ljusår rymd, och är en ganska upptagen plats. Inom dess gränser finns mörka moln där nyfödda stjärnor bildas, kluster av heta unga stjärnor, gamla döende stjärnor och resterna av stellar betemoter som redan har sprängt som supernovaer. Det mest kända föremålet är den lysande blå variabla stjärnan Eta Carinae.

Carina Nebula upptäcktes av astronomen Nicolas Louis de Lacaille 1752. Han observerade det först från Sydafrika. Sedan den tiden har den expansiva nebula studerats intensivt av både markbaserade och rymdbaserade teleskoper. Regionerna med stjärnfödelse och stjärndöd är lockande mål för Hubble rymdteleskop, Spitzer-rymdteleskopet, röntgenobservatoriet Chandra och många andra.

Processen med stjärnfödelse i Carina Nebula följer samma väg som den gör i andra moln med gas och damm i hela universum. Nebulans huvudbeståndsdel - vätgas - utgör huvuddelen av de kalla molekylära molnen i regionen. Väte är den viktigaste byggstenen för stjärnor och har sitt ursprung i Big Bang för 13,7 miljarder år sedan. Trådade över hela nebulonet är moln av damm och andra gaser, såsom syre och svavel.

Nebulan är besatt med kalla mörka moln av gas och damm som kallas Bok-kulor. De heter för Dr. Bart Bok, astronomen som först fick reda på vad de var. Det är här de första omrörningarna av stjärnfödelse äger rum, dolda för synen. Den här bilden visar tre av dessa öar med gas och damm i hjärtat av Carina Nebula. Processen med stjärnfödelse börjar inuti dessa moln som allvar drar material in i mitten. När mer gas och damm klumpas samman ökar temperaturen och ett ungt stjärnobjekt (YSO) föds. Efter tiotusentals år är protostaren i centrum tillräckligt varm för att börja smälta väte i sin kärna och den börjar lysa. Strålningen från den nyfödda stjärnan äter bort vid födelsemoln och så småningom förstör den helt. Ultraviolett ljus från stjärnor i närheten skulpterar också stjärnfödelsekammarna. Processen kallas fotodissociation och är en biprodukt från stjärnfödelse.

Beroende på hur mycket massa det finns i molnet kan stjärnorna som födas inuti den vara runt solens massa - eller mycket, mycket större. Carina Nebula har många mycket massiva stjärnor som brinner mycket heta och ljusa och lever korta liv på några miljoner år. Stjärnor som solen, som mer är en gul dvärg, kan leva för att vara miljarder år gamla. Carina Nebula har en blandning av stjärnor, alla födda i partier och spridda genom rymden.

När stjärnor skulpterar födelsemolken av gas och damm skapar de otroligt vackra former. I Carina Nebula finns det flera regioner som har ristats bort genom strålning från närliggande stjärnor.

En av dem är Mystic Mountain, en pelare av stjärnbildande material som sträcker sig över tre ljusår av rymden. Olika "toppar" i berget innehåller nybildande stjärnor som äter sig ut, medan stjärnor i närheten formar utsidan. Högst upp i några av topparna är strålar av material som strömmar bort från barnstjärnorna gömda inuti. Om några tusen år kommer denna region att vara hem för en liten öppen grupp av heta unga stjärnor inom de större gränserna i Carina Nebula. Det är många stjärnkluster (stjärnor föreningar) i nebulosan, som ger astronomer insikt i hur stjärnor bildas tillsammans i galaxen.

Den massiva stjärnklyngen kallad Trumpler 14 är en av de största klusterna i Carina Nebula. Den innehåller några av de mest massiva och hetaste stjärnorna i Vintergatan. Trumpler 14 är ett öppet stjärnkluster som packar ett stort antal lysande heta unga stjärnor packade i en region ungefär sex ljusår överallt. Det är en del av en större grupp heta unga stjärnor som kallas Carina OB1 stjärnförening. En OB-förening är en samling mellan 10 och 100 varma, unga, massiva stjärnor som fortfarande är sammanslagna efter deras födelse.

Carina OB1-föreningen innehåller sju kluster av stjärnor, alla födda ungefär samtidigt. Den har också en massiv och mycket het stjärna som heter HD 93129Aa. Astronomer uppskattar att det är 2,5 miljoner gånger ljusare än solen och det är en av de yngsta av de massiva heta stjärnorna i klustret. Trumpler 14 själv är bara ungefär en halv miljon år gammal. Däremot är Pleiades stjärnkluster i Oxen cirka 115 miljoner år gammal. De unga stjärnorna i Trumpler 14-klustret skickar rasande starka vindar ut genom nebulosan, vilket också hjälper till att skulptera molnen av gas och damm.

När stjärnorna i Trumpler 14 ålder konsumerar de sitt kärnbränsle i en stor takt. När deras väte tar slut börjar de konsumera helium i sina kärnor. Så småningom kommer de att få slut på bränsle och kollapsa på sig själva. Så småningom kommer dessa massiva stjärnmonster att explodera i enorma katastrofiska utbrott som kallas "supernovaexplosioner. "Chockvågorna från dessa explosioner kommer att skicka sina element ut i rymden. Det materialet kommer att berika framtida generationer av stjärnor som kommer att bildas i Carina Nebula.

Intressant, även om många stjärnor redan har bildats i det öppna klustret Trumpler 14, finns det fortfarande några få moln av gas och damm kvar. En av dem är den svarta kulan i mitten till vänster. Det kan mycket väl vara att vårda några fler stjärnor som så småningom äter bort sin créche och lyser fram om några hundra tusen år.

Inte långt från Trumpler 14 ligger det massiva stjärnklusteret Trumpler 16 - också en del av Carina OB1-föreningen. Liksom sin motsvarighet bredvid är detta öppna kluster fylld av stjärnor som lever snabbt och kommer att dö unga. En av dessa stjärnor är den lysande blå variabel som kallas Eta Carinae.

Denna massiva stjärna (en av en binärt par) har genomgått omvälvningar som ett förspel till sin död i en massiv supernovaexplosion som kallas en hypernova någon gång under de närmaste 100 000 åren. På 1840-talet lyste det upp och blev den näst ljusaste stjärnan på himlen. Den dimmade sedan ner i nästan hundra år innan den började långsamt lysa på 1940-talet. Även nu är det en kraftfull stjärna. Den strålar ut fem miljoner gånger mer energi än solen gör, även när den förbereder sig för sin eventuella förstörelse.

Parets andra stjärna är också mycket massiv - ungefär 30 gånger solens massa - men döljs av ett moln av gas och damm som kastas ut av dess primära. Det molnet kallas "Homunculus" eftersom det verkar ha en nästan humanoid form. Dess oregelbundna utseende är något av ett mysterium; ingen är helt säker på varför det explosiva molnet runt Eta Carinae och dess följeslagare har två flikar och är spjutat i mitten.

När Eta Carinae blåser sin bunt blir det det ljusaste objektet på himlen. Under många veckor försvinner det långsamt. Rester av den ursprungliga stjärnan (eller båda stjärnorna, om båda exploderar) kommer att rusa ut i chockvågor genom nebulosa. Så småningom kommer detta material att bli byggstenarna för nya generationer av stjärnor i en avlägsen framtid.

Skygazers som vågar sig till den södra delen av den norra halvklotet och genom hela den södra halvklotet kan lätt hitta nebulosan i hjärtat av stjärnbilden. Det är mycket nära konstellationen Crux, även känd som södra korset. Carina Nebula är ett bra ögonobjekt och blir ännu bättre med en titt genom kikare eller ett litet teleskop. Observatörer med teleskop av god storlek kan spendera mycket tid på att utforska Trumpler-klusterna, Homunculus, Eta Carinae och Keyhole-regionen i hjärtat av nebulosan. Nebulången ses bäst under södra halvklotet sommar- och början av höstmånaderna (vinterhalvåret vinter och tidig vår).

För både amatörer och professionella observatörer erbjuder Carina Nebula en chans att se regioner som liknar den som födde vår egen sol och planeter för miljarder år sedan. Att studera starbirth regioner i denna nebula ger astronomer mer inblick i processen med starbirth och de sätt som stjärnor kluster samman efter att de föddes.

I en avlägsen framtid kommer observatörer också se när en stjärna i hjärtat av nebulon exploderar och dör och fullbordar stjärnlivets cykel.