Планетарные туманности
В отличие от неправильной, размытой формы диффузных туманностей планетарные
имеют аккуратные, правильные формы. В большинстве своем это слабые, еле
заметные диски зеленоватого оттенка, напоминающие своим внешним видом далекие
планеты, за что и получили такое название.
В решение вопроса об их происхождении большой вклад внес выдающийся
советский астрофизик И.С. Шкловский (1916 — 1985). Согласно современным
представлениям, планетарная туманность — конечный итог развития звезды
с массой до 1,2Мо. При постепенном горении водорода в ее недрах,
ядро звезды сжимается, внешняя ее оболочка разбухает.
Процесс этот протекает непрерывно, но в течение длительного времени
никаких внешних процессов не происходит. А при возрасте звезды около 10
млрд. лет сжатие ядра приводит к образованию белого карлика, причем оболочка
отделяется и со скоростью 20-50 км/с расширяется в межзвездное пространство.
Время жизни такой туманности по космическим
меркам ничтожно — всего несколько десятков тысяч лет. Что касается зеленоватого
оттенка, то это результат сильной разреженности вещества в туманности.
Газ туманности поглощает фотоны коротковолнового излучения белого карлика
и перерабатывает его в отдельных спектральных линиях. Вследствие столкновения
атомов и ионов со свободными электронами в результате перехода электронов
на высшие
энергетические уровни атомы и ионы возбуждаются. Поскольку в веществе
туманности много кислорода и азота, в этих двух элементах излучается большое
количество энергии в линиях, принадлежащих зеленой части спектра.
Температура планетарных туманностей доходит до 10000° — 20000°К, а
плотность составляет около тысячи атомов в 1 см3 степень ионизации
выше, чем в диффузных туманностях, и постепенно падает по направлению от
центра к краю. Размеры достигают величины 0,1 — 1 пс, а масса составляет
десятые — сотые доли солнечной.
Наиболее известна планетарная туманность в созвездии Лиры, напоминающая
кольцо дыма из трубки заядлого курильщика. Однако первое впечатление не
всегда верное. На самом деле это космическое образование напоминает толстенную,
полую внутри и слегка сплюснутую сферу. По краям луч зрения пронизывает
большую толщу туманности, чем в середине, что и создает эффект яркого края.
На цветной фотографии мы бы увидели, что края туманности ярко-малиновые
(водород), а центральная часть зеленоватая (ионизированный кислород). Излучение
это холодное — газы туманности люминесцируют под влиянием света центральной
звезды, К туманности относится только та звезда, которая видна в центре,
а остальные расположены или ближе, или дальше. Мощное ультрафиолетовое
излучение заставляет люминесцировать газы туманности так сильно, что в
видимом свете яркость звезды в десятки раз меньше яркости туманности.
Очень похожа на туманность Лиры туманность NGС 7293 в созвездии Водолея.
Однако далеко не все планетарные туманности
своим внешним видом напоминают диски планет.
Их формы бывают очень сложны и различны, как, например форма планетарной
туманности, расположившейся в созвездии Лисички. Эту яркую и крупную
туманность впервые заметил Мессье в 1764 г. и занес в свой каталог под
номером 27. Расположена она в 300 пс от нас, и наблюдать ее можно в обычный
бинокль, а в большой телескоп — рассматривать ее форму.
