Nebulas Fabulous Lives

Denne levende utsikten over Krabbetåken kombinerer en infrarød utsikt fra ESAs Herschel Space Observatory med et optisk bilde fra arkivene til NASA/ESA Hubble -romteleskopet. (Bildekreditt: ESA/Herschel/PACS/MESS Key Program Supernova Remnant Team; NASA, ESA og Allison Loll/Jeff Hester (Arizona State University))

Paul Sutter er astrofysiker i Ohio State University og hovedforsker ved Columbus, Ohio Senter for vitenskap og industri (COSI) . Sutter er også vert for podcastene Spør en rommann ' og ' RealSpace , 'og YouTube -serien' Plass i ansiktet ditt . '

Glitrende, glamorøst, grasiøst. Den siste moteerklæringen for rød løper? Nei selvfølgelig ikke. Jeg snakker om nebulas, de sprø skyene av gass og støv spredt gjennom hver galakse. Jordiske stoffer kan ikke komme i nærheten av den himmelske, tøffe skjønnheten til disse gjenstandene.

Peppered gjennom Melkeveien, gir de amatørastronomer en glede av glede og gir profesjonelle astronomer mye å tenke på. Vi ser disse objektene i alle slags former, størrelser, farger og konfigurasjoner, fra nesten perfekte sfærer og skall til blendende komplekse spiraler til sammenfiltrede vrak. Men hvor kommer de egentlig fra? Og kanskje enda viktigere, hvor skal de?

[ Se denne videoen der jeg beskriver Messiers katalog over nebulas. ]

Inn i stjernene

For å se godt på nebulas, la oss først se på stjernene. Liten, kompakt og tett - i det minste astronomisk sett - er en stjerne stort sett det motsatte av en tåke. Kraften til en stjerne kommer fra atomfusjon, som oppstår på grunn av det intense trykket som skyver elementer sammen forbi deres personlige komfortsoner. Denne sammensmeltingen skaper tyngre grunnstoffer og en liten bit av rester av energi, som er nok til å opprettholde stjernen for millioner (i tilfelle av store stjerner) til billioner (i tilfelle tenåringer-små-knapt-over- brun-dverg stjerner) i år. [50 fantastiske Deep-Space Nebula-bilder]

Uansett hvor lenge de varer, er stjerner begrensede skapninger. Dermed må de ha kommet fra et sted og ende opp med å dra til et annet sted. Antagelig begynte de ikke livet som små, tette baller, og de vil ikke avslutte livet på samme måte heller. Så hvor kommer stjernene fra, og hvor skal de?

Basert på denne artikkelen emne, kan du sannsynligvis gjette hva svaret er: nebulas. Stjerner kommer fra nebulas og ender opp med å bli til nebulas. På samme måte kan nebulas generelt klassifiseres i to kategorier: om-til-å-være-stjerner og vant-å-være-stjerner.

Om å være stjerner

Man kan argumentere for at stoffets naturlige tilstand er skyer av ting. Faktisk er jeg i ferd med å komme med akkurat det argumentet. Stjerner er avhengige av en bestemt prosess, kjernefusjon, for å overleve, og når prosessen er over slutter de å være stjerner. Gjenstandene kjent som stjerner er helt midlertidige. Men en sky av gass og støv? Det kan bare henge ut som en sky av gass og støv så lenge det vil. Hvis ingen krefter skyver den på en eller annen måte, er det helt lykkelig bare å være det den er.

Det vil bare endre seg når en tåke blir nudged, si ved en tilfeldighet gravitasjonsinteraksjon med en nabo, eller ved å være for nær en nærliggende supernova (du må hate det når det skjer). Når den er nudged, kan stjernetåken bli ustabil, dens naturlige selv-gravitasjonskraft overvelder dens like naturgasstrykk (en hendelse preget av å nå en terskel kalt 'Jeans ustabilitet'). Veldig raskt, biter av nebula grenen og bryte av, knuser ned på seg selv til start fusjonsfesten og lage noen stjerner.

Hvis du er en aktuell ekspert-forsker, forretningsleder, forfatter eller innovatør-og ønsker å bidra med et redigert stykke, send oss ​​en e -post her .(Bildekreditt: guesswhozoo.com)

De knuste biter bli til 'mørke nebulas' (hint: de er liksom svarte) ettersom de høye tettheter dekker lyset fra alle nydannede stjerner. Heldigvis trenger radio og infrarød stråling gjennom selv den tetteste av disse nebulasene, slik at astronomer kan se inn i disse skyers stjerneliv.

En typisk gasssky, som en gang var uavklart, kan gjøre hundrevis eller til og med tusenvis av stjerner i en enkelt batch. Den største og lyseste av disse stjernene vil spy ut tonnevis med varm, tung, høyenergistråling, spennende molekylene i den gjenværende tåken og få den til å lyse rosenrød.

Kalt 'utslippsnebuler' - fordi materialet deres, vel, avgir lys - vil de ikke vare lenge. De store, lyse stjernene som utstråler stråling er sikker på å gå supernova rive fra hverandre de allerede tunge slørene av støv og gass og spre dette materialet så tynt at selv de ivrigste observatørene ikke klarer å skille det fra den generelle romslige bakgrunnen.

Tidligere var det stjerner

Og det bringer oss til der nebulas kommer fra i utgangspunktet. Svaret er selvfølgelig stjerner. Når stjerner dør, er det ikke pent - eller det er veldig pent, avhengig av synspunktet ditt. [Bilder fra Supernova: flotte bilder av stjerneeksplosjoner]

De største stjernene går av på spektakulær måte, og frigjør nesten all sin ubrukte energi i en eksplosjon som kan overgå hele galakser (for å være rettferdig vil eksplosjonen vare bare noen få dager eller uker, mens galakser fortsetter å skinne i billioner av år). Denne eksplosjonen bærer naturligvis mye 'ting' langt fra den opprinnelige stjernen; i utgangspunktet er hele stjernen snudd på innsiden og går fra punktaktig til skylignende i en fantastisk hendelse.

Det utstøtte materialet kjører sjokkbølgene med en sunn brøkdel av lysets hastighet, så det tar ikke lang tid før det dannes en anstendig størrelse. Selv supernovaer som skjedde for bare hundrevis av år siden (som astronomisk sett like godt kunne være i går) har allerede blitt vakre kunstneriske utstillinger. Et slikt eksempel er Krabbetåken, som selv er opplyst av den intense strålingen som fremdeles strømmer ut av den varme, tilovers igjen kjernen av den døde stjernen.

Stjerner som jordens sol går ikke like intenst, men det betyr ikke at de ikke får lage sine egne mesterverk. Nær slutten av disse stjerners liv fører overgangen fra hydrogen til heliumbasert fusjon i kjernene til komplekst samspill i stjernens interiør. Dette får de ytterste lagene til å hovne opp, ekspandere og til slutt trekke av. Stjernens uberegnelige natur i løpet av denne tiden skyver den utadgående gassen i rare retninger.

Resultatet: planetariske nebulas, som dessverre absolutt ikke har noe med planeter å gjøre. De kommer i mange forskjellige former og mønstre. De varer ikke lenge. Som sine supernova -fettere, er de opplyst av den gjenværende kjernen i stjernen, og når det kommer ut etter noen tusen år, er fyrverkeri -showet over.

Men siden stjerner som jordens sol er så vanlige, fortsetter denne galaksen å produsere nye planetariske nebulas, som dekorerer den galaktiske skiven som julepynt.

[ Se denne videoen der jeg forklarer stjerners livssykluser. ]

Sirkel av stjerneliv

Så det er det: Nebulas blir til stjerner, og stjerner blir til nebulas. Det er en syklus som har vedvaret i over 13 milliarder år, som begynte da den første stjernetåken krympet ned i en stjerne. Og det vil fortsette å vare i billioner mer. Til slutt vil nebulas vinne: Du må pakke nok ting i en liten nok plass til å lage en stjerne, og når du går tom for muligheter, går du tom for stjerner, og universet vil gå tilbake til sitt naturlige, langsiktige tilstand: en haug med gass og støv som flyter rundt.

Lær mer ved å lytte til episoden ' Hvor kommer Nebulae fra? 'på podcasten' Ask a Spaceman ', tilgjengelig på iTunes og på nettet kl http://www.askaspaceman.com . Takk til @ bcmiller151 for spørsmålet som førte til dette stykket! Still ditt eget spørsmål på Twitter ved å bruke #AskASpaceman eller ved å følge Paul @PaulMattSutter og på facebook.com/PaulMattSutter .

Følg alle spørsmålene og debattene til Expert Voices - og bli en del av diskusjonen - videre Facebook , Twitter og Google+ . Synspunktene som uttrykkes er forfatterens og gjenspeiler ikke nødvendigvis utgiverens synspunkter. Denne artikkelen ble opprinnelig publisert den guesswhozoo.com .