ערפילית ראש הסוס (שמה הרשמי הוא ברנרד 33) היא אחד מהעצמים המפורסמים ביותר בשמים. בתמונות שצולמו אפילו עם שימוש בטלסקופים חובבים, זה נראה מאוד מרשים. מה זה האובייקט הזה והאם הוא תמיד נראה בצילומים הרגילים בטווח האופטי?
היכן חי סוס החלל
ערפילית ראש הסוס ממוקמת בקבוצת הכוכבים אוריון - אזור השמים העשיר ביותר בחפצים מעניינים - ממש מתחת לכוכב הבהיר אלניטק (הכוכב השמאלי של חגורת אוריון). המרחק אליו הוא כ-1600 שנות אור (כ-490 פרסק). זה לא רחוק מדי; בסטנדרטים גלקטיים, היא שכנתנו.
עם זאת, לא קל לצפות בו בטלסקופים חובבים, אם כי אפשר לצלם אותו, במיוחד אם שמים על העדשה מסנן מיוחד שמעביר רק אחד מרצועות האור הספקטרלי הנפלט ממימן מיונן. העובדה היא שברנרד 33 נראה לנו על רקע ערפילית אחרת - ערפילית פליטה שמקרינה באופן אינטנסיבי בדיוק ברצועה הזוספֵּקטרוּם. כשמסנן זה מוחל, תמונת ראש הסוס נראית כך (ראה למטה).
יוצא מהענן
אם תסתכלו מקרוב על התצלום של הערפילית, תוכלו לראות שנראה שהיא מגיחה מתוך ענן כהה ענקי מואר בכוכבים. מראה מלכותי זה יכול לזעזע ולרתק אדם, במיוחד אם אתה זוכר שה"צוואר" וה"ראש" של סוס החלל תופסים אזור חלל בקוטר של כ-3.5 שנות אור.
המבנה העצום שהם חלק קטן ממנו, בתורו, הוא רק מרכיב של מבנה מפואר עוד יותר באורך של מאות שנות אור. מבנה זה כולל עננים בין-כוכביים גדולים של אבק וגז, ערפיליות מפוזרות בהירות, כדוריות כהות - עננים מבודדים של גז ואבק, כוכבים צעירים ויוצרים. כל המתחם הזה נקרא "הענן המולקולרי של אוריון".
טבע של ערפילית ראש הסוס האפל
המונח "חושך" פירושו שהוא סופג אור, אך אינו פולט או מפזר אותו בעצמו, והוא נראה בטווח האופטי רק בגלל שהצללית שלו מגנה על אור מערפילית הפליטה IC 434 שמאחוריה.
עצמים כאלה צפופים יחסית (בסטנדרטים בין-כוכביים), עננים ארוכים מאוד של גז ואבק. הם מאופיינים בגבולות מאוד לא סדירים ולא ברורים ולעתים קרובות יש להם צורות לא סדירות מורכבות.
העננים האלהקר, הטמפרטורה שלהם אינה עולה על כמה עשרות, לפעמים אפילו יחידות, קלווין. גז קיים שם בצורה מולקולרית, וקיים גם אבק בין-כוכבי - חלקיקים מוצקים בגודל של עד 0.2 מיקרון. מסת האבק היא בערך 1% ממסת הגז. הריכוז של חומר בענן מולקולרי כזה יכול להיות מ-10-4 ל-10-6 חלקיקים לסנטימטר מעוקב.
את הגדול מבין העננים ניתן לראות בעין בלתי מזוינת, כמו שק הפחם בקבוצת הכוכבים של הצלב הדרומי או הבור הגדול בקבוצת הכוכבים Cygnus.
דיוקן אינפרא אדום
פיתוח האסטרונומיה של כל הגלים אפשרה לראות את העולם במגוון הרחב ביותר של ביטוייו. אחרי הכל, עצמים פיזיים מסוגלים להקרין לא רק בטווח האופטי. יתרה מכך, טווח התדרים הזה - היחיד שזמין לתפיסה הישירה שלנו - הוא צר מאוד, והוא מהווה רק חלק קטן מכל הקרינה מהחלל.
קרני אינפרא אדום יכולות לספר הרבה על עצמים שונים בחלל. אז, במחקר של עננים מולקולריים, הם כעת כלי הכרחי. כשהוא סופג אור של תדרים אופטיים, הענן יפלוט אותו בהכרח מחדש באזור האינפרא אדום של הספקטרום, וקרינה זו תישא מידע על מבנה הערפילית ועל התהליכים המתרחשים בה. אבק אינו מחסום לקרניים הללו.
בשנת 2013, בעזרת טלסקופ החלל. האבל צילם את אחת התמונות המדהימות ביותר של ערפילית ראש הסוס. תמונה שצולמה באורכי גל של 1.1 מיקרומטר (כיסוי כחול) ו-1.6 מיקרומטר(צבע כתום); צפון מצד שמאל. אבל היא כבר לא נראית כמו סוס.
מה יש בפנים?
נראה כי תמונות אינפרא אדום מסירות את מסך האבק מהערפילית, וכתוצאה מכך מבנה הענן של ברנרד 33 הופך גלוי. הדינמיות של האזורים החיצוניים שלה נראית היטב: ישנה יציאה של גז בהשפעה של קרינה קשה מכוכבים חמים צעירים. אחד מאורות אלו ממוקם בחלק העליון של הענן.
התמוטטות הענן נובעת גם מקרינה מייננת מערפילית הפליטה IC 434. כשמסתכלים כעת על התמונה האופטית, הזוהר מסביב לקצה של ברנרד 33 בולט - חזית היינון, שבה נפגשים פוטונים אנרגטיים עם השכבות החיצוניות של הענן. כל הקרנות הללו, המייננות את הגז, ממש "מפוצצות" אותו. מאיץ בשדה מגנטי חזק, הוא עוזב את הענן. לפיכך, ראש הסוס נמס בהדרגה, ובעוד כמה מיליוני שנים הוא ייעלם כליל.
תמונת האינפרא אדום באורך גל ארוך מציגה מבנה שונה בתוך הערפילית: קשת גז נראית בבירור במקום שבו אנו רואים את הצללית המוכרת של סוס באופטיקה.
כימיה של ענן הגז והאבק
מכיוון שערפיליות כהות קרות מאוד, הקרינה שלהן נופלת על החלק הארוך של הספקטרום. לכן, ההרכב הכימי של עננים כאלה נחקר על ידי ניתוח השיאים של ספקטרום המיקרוגל והרדיו - מה שנקרא חתימות, חתימות ספקטרליות של מולקולות מסוימות. גם קרינת אינפרא אדום מאבק נחקרת.
המרכיב העיקרי בכל ערפילית הוא, כמובן, מימן - בערך 70% ממנו. הליום - כ-28%; השאר אחראים על ידי חומרים אחרים. יש לציין שריכוזם בערפיליות שונות עשוי להיות שונה. בספקטרום ראש הסוס נמצאו סימנים של מים, פחמן חד חמצני, אמוניה, מימן ציאניד, פחמן ניטרלי וחומרים אחרים הנפוצים לעננים בין-כוכביים. יש גם תרכובות אורגניות: אתנול, פורמלדהיד, חומצה פורמית. עם זאת, היה גם קו לא מזוהה.
בשנת 2012, דווח שהמולקולה האחראית לחתימה המסתורית הזו נמצאה סוף סוף. התברר שזו תרכובת פחמימנים פשוטה C3H+. מעניין שבתנאים יבשתיים יון מולקולרי כזה לא יהיה יציב, אבל בערפילית הבין-כוכבית, שבה החומר נדיר ביותר, שום דבר לא מונע ממנו להתקיים.
משתלת כוכבים
עננים מולקולריים קרים וצפופים הם המקור להיווצרות כוכבים, ערש הכוכבים העתידיים והמערכות הפלנטריות. בתיאוריה של היווצרות כוכבים, כמה פרטים על תהליך זה עדיין לא ברורים. אבל עצם קיומם של עצמים פרוטוסטלים בשלבי התפתחות שונים בערפיליות כהות, כמו גם כוכבים צעירים מאוד, הוכחה באמצעות כמות גדולה של נתוני תצפית.
ראש הסוס בקבוצת הכוכבים אוריון אינו יוצא מן הכלל. באופן כללי, הענק המולקולרי הענק של אוריון מאופיין בפעילהיווצרות כוכבים. ובאזורים הצפופים של ברנרד 33 מתרחשים תהליכי לידת הכוכבים, למשל, עצם בהיר כמעט ב"כתר" שלו הוא אור צעיר שעדיין לא עזב את "המשתלה" של אבק וגז. ישנם עצמים דומים באזור בו מצטרפת הערפילית לענן הגדול. אז 'משתלת הכוכבים' בראש הסוס פועלת ובסופו של דבר תוביל להרס של המבנה הקוסמי המרהיב הזה.
