La Nebulosa Testa di Cavallo (il suo nome ufficiale è Barnard 33) è uno degli oggetti più famosi del cielo. Nelle foto scattate anche con l'uso di telescopi amatoriali, sembra davvero impressionante. Com'è questo oggetto e come appare sempre nelle solite fotografie nel campo ottico?
Dove vive il cavallo spaziale
La Nebulosa Testa di Cavallo si trova nella costellazione di Orione - la regione del cielo più ricca di oggetti interessanti - appena sotto la luminosa stella Alnitak (la stella di sinistra della Cintura di Orione). La distanza è di circa 1600 anni luce (circa 490 parsec). Non è molto lontano; per gli standard galattici, è la nostra vicina.
Non è però facile osservarlo con telescopi amatoriali, anche se è possibile fotografarlo, soprattutto se si mette sulla lente un filtro speciale che trasmette solo una delle bande spettrali di luce emesse dall'idrogeno ionizzato. Il fatto è che Barnard 33 ci è visibile sullo sfondo di un' altra nebulosa, una nebulosa a emissione che irradia intensamente proprio in questa fasciaspettro. Con questo filtro applicato, la foto di Testa di cavallo appare così (vedi sotto).
Uscire dal cloud
Se guardi da vicino la fotografia della nebulosa, puoi vedere che sembra emergere da una gigantesca nuvola scura illuminata dalle stelle. Questa vista maestosa può scioccare e affascinare una persona, soprattutto se si ricorda che il "collo" e la "testa" del cavallo spaziale occupano una regione di spazio con un diametro di circa 3,5 anni luce.
L'enorme formazione di cui sono una piccola parte, a sua volta, è solo un elemento di una struttura ancora più grande lunga centinaia di anni luce. Questa struttura comprende grandi nubi interstellari di polvere e gas, nebulose diffuse luminose, globuli scuri - nubi isolate di gas e polvere, stelle giovani e in formazione. L'intero complesso è chiamato "Nuvola molecolare di Orione".
Natura della Nebulosa Testa di Cavallo Oscura
Il termine "scuro" significa che assorbe la luce, ma non la emette o la disperde, ed è visibile nel campo ottico solo perché la sua sagoma scherma la luce dalla nebulosa di emissione IC 434 dietro di essa.
Tali oggetti sono relativamente densi (per gli standard interstellari), nubi molto lunghe di gas e polvere. Sono caratterizzati da bordi molto irregolari e indistinti e spesso hanno forme irregolari complesse.
Queste nuvolefreddo, la loro temperatura non supera diverse decine, a volte anche unità, kelvin. Il gas esiste lì in forma molecolare ed è presente anche polvere interstellare: particelle solide di dimensioni fino a 0,2 micron. La massa della polvere è circa l'1% della massa del gas. La concentrazione di una sostanza in una tale nuvola molecolare può variare da 10-4 a 10-6 particelle per centimetro cubo.
La più grande delle nuvole può essere vista ad occhio nudo, come il Sacco di carbone nella costellazione della Croce del Sud o il Grande Pozzo nella costellazione del Cigno.
Ritratto a infrarossi
Lo sviluppo dell'astronomia a tutte le onde ha reso possibile vedere il mondo nella più ampia gamma delle sue manifestazioni. Dopotutto, gli oggetti fisici sono in grado di irradiare non solo nel campo ottico. Inoltre, questa gamma di frequenze - l'unica disponibile alla nostra percezione diretta - è molto ristretta e rappresenta solo una piccola frazione di tutta la radiazione dallo spazio.
I raggi infrarossi possono dire molto sui vari oggetti spaziali. Quindi, nello studio delle nubi molecolari, sono ormai uno strumento indispensabile. Assorbendo la luce delle frequenze ottiche, la nuvola la riemetterà inevitabilmente nella regione infrarossa dello spettro, e questa radiazione trasporterà informazioni sulla struttura della nebulosa e sui processi che avvengono in essa. La polvere non è una barriera a questi raggi.
Nel 2013, con l'aiuto del telescopio spaziale. Hubble ha catturato una delle immagini più straordinarie della Nebulosa Testa di Cavallo. Foto scattata a lunghezze d'onda di 1,1 µm (sovrapposizione blu) e 1,6 µm(Colore arancione); nord a sinistra. Ma non sembra più un cavallo.
Cosa c'è dentro?
Le immagini a infrarossi sembrano rimuovere la cortina di polvere dalla nebulosa, per cui diventa visibile la struttura delle nubi di Barnard 33. Il dinamismo delle sue regioni esterne è perfettamente visibile: c'è un deflusso di gas sotto l'influenza di radiazione dura da giovani stelle calde. Uno di questi luminari si trova in cima alla nuvola.
Il collasso della nuvola è dovuto anche alla radiazione ionizzante della nebulosa a emissione IC 434. Guardando ora l'immagine ottica, il bagliore attorno al bordo di Barnard 33 è sorprendente: il fronte di ionizzazione, dove i fotoni energetici si incontrano gli strati esterni della nuvola. Tutte queste radiazioni, ionizzanti il gas, lo “soffiano” letteralmente. Accelerando in un forte campo magnetico, lascia la nuvola. Così, la Testa di Cavallo si sta gradualmente sciogliendo e in pochi milioni di anni scomparirà del tutto.
L'immagine a infrarossi a lunghezza d'onda lunga mostra una struttura diversa all'interno della nebulosa: un arco di gas è chiaramente visibile dove vediamo la sagoma familiare di un cavallo nell'ottica.
Chimica del gas e della nuvola di polvere
Poiché le nebulose oscure sono estremamente fredde, la loro stessa radiazione cade sulla parte a lunghezza d'onda lunga dello spettro. Pertanto, la composizione chimica di tali nubi viene studiata analizzando i picchi degli spettri a microonde e radio - le cosiddette firme, le firme spettrali di alcune molecole. Sono allo studio anche le radiazioni infrarosse della polvere.
Il componente principale di ogni nebulosa è, ovviamente, l'idrogeno - circa il 70%. Elio - circa il 28%; il resto è rappresentato da altre sostanze. Va notato che le loro concentrazioni in diverse nebulose possono differire. Negli spettri Horsehead sono state trovate firme di acqua, monossido di carbonio, ammoniaca, acido cianidrico, carbonio neutro e altre sostanze comuni alle nubi interstellari. Ci sono anche composti organici: etanolo, formaldeide, acido formico. Tuttavia, c'era anche qualche linea non identificata.
Nel 2012, è stato riferito che la molecola responsabile di questa misteriosa firma era stata finalmente trovata. Si è rivelato essere un semplice composto idrocarburico C3H+. È interessante notare che in condizioni terrestri un tale ione molecolare non sarebbe stabile, ma nella nebulosa interstellare, dove la materia è estremamente rarefatta, nulla gli impedisce di esistere.
Asilo nido stellato
Nuvole molecolari fredde e dense sono la fonte della formazione stellare, la culla delle stelle future e dei sistemi planetari. Nella teoria della formazione stellare, alcuni dettagli di questo processo non sono ancora chiari. Ma il fatto stesso dell'esistenza di oggetti protostellari in diversi stadi di sviluppo nelle nebulose oscure, così come nelle stelle molto giovani, è stato dimostrato utilizzando una grande quantità di dati osservativi.
La Testa di Cavallo nella costellazione di Orione non fa eccezione. In generale, l'intera gigante molecolare Nube di Orione è caratterizzata da un attivoformazione stellare. E nelle regioni dense di Barnard 33, i processi di nascita delle stelle sono in corso: ad esempio, un oggetto luminoso quasi alla sua "corona" è un giovane luminare che non ha ancora lasciato il suo "vivaio" di polvere e gas. Ci sono oggetti simili nell'area in cui la nebulosa si unisce alla grande nuvola. Quindi il 'vivaio delle stelle' nella Testa di Cavallo sta funzionando e alla fine porterà alla distruzione di questa spettacolare struttura cosmica.
