Νεφέλωματα – Η κρυμμένη ομορφιά του σύμπαντος

Όλοι μας απολαμβάνουμε στις ανέφελες νύχτες τη μαγευτική εικόνα του ουρανού, με τα αμέτρητα αστέρια, τους πλανήτες, αλλά και τους εντυπωσιακού κομήτες που κατά καιρούς κάνουν την εμφάνισή τους.
Έχετε αναρωτηθεί ποτέ τι υπάρχει στο χώρο ανάμεσα από τα αστέρια, στο χώρο δηλαδή στον οποίο «γεννιούνται» και «ζουν» ;
Σ` αυτές λοιπόν τις μεσοαστρικές περιοχές συναντώνται τεράστιες συγκεντρώσεις αερίων υδρογόνου και ηλίου, ιονισμένων σωματιδίων καθώς και σκόνης, που όλα μαζί σχηματίζουν τα μεσογαλαξιακά νεφελώματα. Η μέση πυκνότητα τους είναι περίπου ένα άτομο αερίου ανά κυβικό εκατοστό, και 100 κόκκοι σκόνης ανά κυβικό χιλιόμετρο (υπολογίζεται ότι το αέριο αποτελεί το 10% περίπου της μάζας του Γαλαξία μας, ενώ η σκόνη το 0.1%).
Στις αρχές της δεκαετίας του 1920 η ύπαρξη των διαστρικών αυτών νεφελωμάτων αερίων και σκόνης προσδιόριζε και τις τοποθεσίες όπου βρίσκονταν τα λίκνα των άστρων. Αρχικά ωστόσο, νεφέλωμα ονομάζονταν κάθε αστρονομικό αντικείμενο διάχυτου και χαμηλής έντασης φωτός, συμπεριλαμβανομένων των γαλαξιών πέρα από το Γαλαξία μας. Ο γαλαξίας της Ανδρομέδας, για παράδειγμα, ονομαζόταν «το Νεφέλωμα της Ανδρομέδας» (και οι σπειροειδείς γαλαξίες σε γενικές γραμμές «σπειροειδή νεφελώματα») πριν να επιβεβαιωθεί η αληθινή φύση των γαλαξιών στις αρχές του 20ού αιώνα από τον Χάμπλ και άλλους.


Τα φωτεινά νεφελώματα από ιονισμένο αέριο είναι μαζί με τους γαλαξίες τα πιο φαντασμαγορικά αντικείμενα του ουρανού που μπορούμε να φωτογραφίσουμε με τα μεγάλα τηλεσκόπια. Διακρίνονται σε νεφελώματα εκπομπής, πλανητικά νεφελώματα και υπολείμματα υπερκαινοφανών, ανάλογα με την προέλευσή τους και τους μηχανισμούς εκπομπής της ακτινοβολίας. Φωτεινά είναι και τα νεφελώματα ανάκλασης τα οποία όμως συνδέονται με μεσοαστρική σκόνη και όχι αέριο.
Τα νεφελώματα εκπομπής: Διαστημικά νέφη από ιονισμένο αέριο (δηλαδή από πλάσμα*), που εκπέμπουν φως διάφορων χρωμάτων. Η πιο συνηθισμένη πηγή του ιονισμού είναι υπεριώδης ακτινοβολία εκπεμπόμενη από ένα γειτονικό αστέρα υψηλής επιφανειακής θερμοκρασίας. Γενικότερα το χρώμα του νεφελώματος εξαρτάται από τη χημική του σύσταση και το βαθμό ιονισμού. Εξαιτίας της κυριαρχίας του υδρογόνου στο διαστρικό αέριο και τη σχετικώς χαμηλή ενέργεια ιονισμού του ατόμου του, πολλά νεφελώματα εκπομπής είναι κόκκινα. Αν είναι διαθέσιμη περισσότερη ενέργεια, μπορούν να ιονισθούν και άλλα στοιχεία, οπότε εμφανίζεται και το πράσινο ή το κυανό χρώμα.
Τα πλανητικά νεφελώματα: Πρόκειται για υλικό που έχει αποκοπεί από αστέρια σε κάποιες φάσεις της εξέλιξής τους από τον κλάδο των κόκκινων γιγάντων προς τους λευκούς νάνους. Η διαδικασία αποκοπής δεν είναι βίαιη με αποτέλεσμα το υλικό να παίρνει τη μορφή σχεδόν σφαιρικού κελύφους το οποίο διαστέλλεται. Τα πλανητικά νεφελώματα μπορεί να παίζουν ένα κρίσιμο ρόλο στην χημική εξέλιξη ενός γαλαξία, επιστρέφοντας υλικό στο διαστρικό ενδιάμεσο που έχει εμπλουτιστεί με βαρύτερα στοιχεία και άλλα προϊόντα πυρηνοσύνθεσης. Σε μακρινότερους γαλαξίες, τα πλανητικά νεφελώματα μπορεί να είναι τα μόνα αντικείμενα που μπορούν να αναλυθούν για να αποφέρουν χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τις χημικές πυκνότητες.
Υπολείμματα υπερκαινοφανών: Το υλικό που εκτινάσσεται ως αποτέλεσμα της έκρηξης ενός υπερκαινοφανούς αστεριού διαστέλλεται με μεγάλη ταχύτητα και σχηματίζει ένα σχεδόν σφαιρικό νεφέλωμα γύρω από το αστέρι. Σε αντίθεση με τα νεφελώματα των δύο προαναφερθέντων κατηγοριών ,τα υπολείμματα υπερκαινοφανών δεν ακτινοβολούν επειδή το υλικό τους ιονίζεται από το κεντρικό αστέρι(εκτός από τις περιπτώσεις προσφάτων εκρήξεων όπως του νεφελώματος του Κάβουρα).Στις άλλες περιπτώσεις η θέρμανση του αερίου που ακτινοβολεί είναι αποτέλεσμα κρουστικών κυμάτων που δημιουργήθηκαν από την αλληλεπίδραση του υλικού που εκτοξεύθηκε με την έκρηξη και του προϋπάρχοντος μεσοαστρικού υλικού. Αυτή η αλληλεπίδραση δημιουργεί και ένα πλήθος από νηματοειδείς σχηματισμούς.
Νεφελώματα ανάκλασης: Είναι περιοχές μεσοαστρικού αερίου και σκόνης που φωτίζονται από γειτονικά αστέρια χαμηλής ενεργού θερμοκρασίας, χωρίς να ιονίζονται λόγω του ότι η ακτινοβολία δεν περιέχει αρκετά υπεριώδη φωτόνια. Η ακτινοβολία που φτάνει σε μας είναι αποτέλεσμα σκέδασης Rayleigh, έτσι είναι σημαντική για μικρά μήκη κύματος και για το λόγο αυτό έχουν έντονο μπλε χρώμα.(για τον ίδιο ακριβώς λόγο ο ουρανός φαίνεται γαλάζιος την ημέρα).

Πέρα από τα φωτεινά νεφελώματα και της υποκατηγορίες τους υπάρχουν και τα σκοτεινά νεφελώματα. Με αυτά εννοούμε τα νεφελώματα εκείνα που δεν συνοδεύονται από αστέρες ή εκείνα που έχουν την ιδιότητα να απορροφούν το φως των αστεριών που βρίσκονται από πίσω τους με αποτέλεσμα να μην είναι ορατά για το ανθρώπινο μάτι. Ωστόσο η ακτινοβολία που απορροφούν τα σκοτεινά νεφελώματα δεν είναι ομοιόμορφη (ποσοτικά) για όλα τα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Συγκεκριμένα όσο το μήκος κύματος μικραίνει τόσο η «απορροφητική» ικανότητα του νεφελώματος μεγαλώνει. Εκμεταλευόμενοι αυτό το γεγονός χρησιμοποιούμε φωτογραφικές πλάκες ευαίσθητες στην ερυθρή ή στην υπέρυθρη ακτινοβολία (δηλαδή μεγάλα μήκη κύματος) και έτσι ανιχνεύουμε την ύπαρξη των αστεριών που βρίσκονται πίσω από τα σκοτεινά νεφελώματα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα σκοτεινού νεφελώματος είναι το νεφέλωμα της Κεφαλής του Ίππου.
Χάρη στα νεφελώματα έχουμε τα απαραίτητα στοιχεία για την σκιαγράφηση της εξέλιξης των διαφόρων διαδικασιών που συμβαίνουν στα πρώτα στάδια της γένεσης ενός άστρου. Μερικά μάλιστα από τα πιο θεαματικά διάχυτα νεφελώματα έχουν φωτογραφηθεί κατά καιρούς από τα μεγάλα τηλεσκόπια και μας παρουσιάζουν ένα υπέροχο πραγματικά θέαμα που αξίζει να το έχει δει ο καθένας από μας.


Επιμέλεια: Ζώη Θεοδώρα | geonews.gr