Πλανητικό νεφέλωμα

Τα πλανητικά νεφελώματα δεν είναι πολύ φωτεινά. Κανένα από αυτά δεν είναι αρκετά φωτεινό για να το δούμε χωρίς τηλεσκόπιο. Το πρώτο που ανακαλύφθηκε ήταν το νεφέλωμαDumbbell. Οι αστρονόμοι δεν γνώριζαν τι ήταν αυτά τα αντικείμενα μέχρι που έγιναν τα πρώτα φασματοσκοπικά πειράματα το 1800. Ο William Huggins χρησιμοποίησε ένα πρίσμα για να εξετάσει τους γαλαξίες. Παρατήρησε ότι έμοιαζαν πολύ με τα αστέρια.

Όταν κοίταξε το νεφέλωμα Cat's Eye, δεν έμοιαζε το ίδιο. Είδε μια γραμμή εκπομπής σε ένα σημείο που κανείς δεν είχε δει στο παρελθόν. Αυτό σήμαινε ότι έμοιαζε με ένα στοιχείο που κανείς δεν είχε δει ποτέ πριν. Οι επιστήμονες σκέφτηκαν ότι μπορεί να ήταν ένα νέο στοιχείο. Αποφάσισαν να το ονομάσουν νεβούλιο.

Αργότερα, οι φυσικοί έδειξαν ότι είναι δυνατόν αέρια με πολύ χαμηλή πυκνότητα να μοιάζουν με κάτι άλλο. Αποδείχθηκε ότι το αέριο που έβλεπαν ήταν οξυγόνο και όχι νεφέλωμα.

Τα αστέρια στα πλανητικά νεφελώματα είναι πολύ θερμά. Ωστόσο, δεν είναι πολύ φωτεινά. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να είναι πολύ μικρά. Η μόνη στιγμή που τα αστέρια γίνονται τόσο μικρά είναι όταν πεθαίνουν. Αυτό σημαίνει ότι είναι ένα από τα τελευταία στάδια του θανάτου ενός άστρου. Οι αστρονόμοι είδαν ότι όλα τα πλανητικά νεφελώματα διαστέλλονται. Αυτό σήμαινε ότι προκλήθηκαν από τα εξωτερικά στρώματα ενός άστρου που πετάχτηκαν στο διάστημα στο τέλος της ζωής του.

Αστέρια που ζυγίζουν περισσότερο από οκτώ ηλιακές μάζες θα γίνουν υπερκαινοφανείς. Αστέρια μικρότερης μάζας θα σχηματίσουν πλανητικά νεφελώματα. Μετά από δισεκατομμύρια χρόνια αστρικής εξέλιξης ένα αστέρι δεν θα έχει πλέον υδρογόνο. Αυτό κάνει την επιφάνεια του άστρου πιο ψυχρή και τον πυρήνα μικρότερο. Ο πυρήνας του ήλιου έχει θερμοκρασία περίπου 15 εκατομμύρια βαθμούς Κέλβιν. Όταν εξαντληθεί το υδρογόνο, ο μικρότερος πυρήνας θα τον κάνει να ανέβει σε περίπου 100 εκατομμύρια βαθμούς Κέλβιν.

Τα εξωτερικά στρώματα του άστρου γίνονται πολύ μεγαλύτερα λόγω της θερμότητας του πυρήνα και γίνονται πολύ πιο ψυχρά. Το άστρο γίνεται ερυθρός γίγαντας. Ο πυρήνας γίνεται ακόμη μικρότερος και θερμότερος. Όταν φτάσει τους 100 εκατομμύρια Κ, το ήλιο αρχίζει να συντήκεται σε άνθρακα και οξυγόνο. Όταν συμβεί αυτό, ο πυρήνας σταματά να συρρικνώνεται. Η καύση του ηλίου σχηματίζει σύντομα έναν πυρήνα από άνθρακα και οξυγόνο, με ένα κέλυφος ηλίου και υδρογόνου να τον περιβάλλει.

Επειδή το ήλιο στις αντιδράσεις σύντηξης δεν είναι πολύ σταθερό, ο πυρήνας αρχίζει να μεγαλώνει και να συρρικνώνεται πολύ γρήγορα. Οι ισχυροί αστρικοί άνεμοι εκτοξεύουν το αέριο και το πλάσμα στο εξωτερικό στρώμα του άστρου προς τα έξω. Αυτά τα αέρια σχηματίζουν ένα νέφος γύρω από τον πυρήνα του άστρου. Καθώς όλο και περισσότερο αέριο απομακρύνεται από το άστρο, όλο και βαθύτερα στρώματα με όλο και υψηλότερες θερμοκρασίες στέλνονται προς τα έξω. Όταν το αέριο θερμαίνεται σε περίπου 30.000 βαθμούς Κέλβιν, το αέριο αρχίζει να λάμπει. Το νέφος έχει γίνει τότε ένα πλανητικό νεφέλωμα.

Γνωρίζουμε περίπου 3.000 τέτοια νεφελώματα στον γαλαξία μας, σε σύγκριση με 200 δισεκατομμύρια αστέρια. Η πολύ σύντομη διάρκεια ζωής τους σε σύγκριση με ένα αστέρι είναι ο λόγος που δεν υπάρχουν τόσα πολλά σε σύγκριση με τα αστέρια. Βρίσκονται κυρίως στο επίπεδο του Γαλαξία μας, και υπάρχουν όλο και περισσότερα όσο πλησιάζουμε στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Μόνο το είκοσι τοις εκατό των πλανητικών νεφελωμάτων είναι σφαίρες (όπως το Abell 39). Τα υπόλοιπα έχουν διάφορα σχήματα. Ο λόγος για αυτά τα σχήματα δεν είναι κατανοητός. Μπορεί να οφείλεται στη βαρυτική έλξη δευτερευόντων αστέρων (για παράδειγμα, αν πρόκειται για ένα δυαδικό αστρικό σύστημα). Μια δεύτερη θεωρία είναι ότι οι πλανήτες κοντά στο άστρο μπορεί να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο σχηματίζεται το νεφέλωμα. Μια τρίτη θεωρία είναι ότι μαγνητικά πεδία προκαλούν τα σχήματα. [1].

Ένα πρόβλημα στη μελέτη των πλανητικών νεφελωμάτων είναι ότι οι αστρονόμοι δεν μπορούν πάντα να υπολογίσουν πόσο μακριά βρίσκονται. Όταν είναι κοντά, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν κάτι που ονομάζεται παράλλαξη διαστολής για να εκτιμήσουν πόσο μακριά βρίσκονται, αλλά αυτό απαιτεί πολύ χρόνο. Αν δεν είναι κοντά, δεν υπάρχει ακόμη ένας καλός τρόπος για να βρεθεί πόσο μακριά είναι.

• Διαστρικό μέσο
• Νεφέλωμα
• Αστρική εξέλιξη
• Λευκός νάνος