Utforsker Carina-tåken

ESO/IDA/Engelsk 1,5 m/R.Gendler, J-E. Ovaldsen, C. Thöne og C. Feron. / Wikimedia Commons / CC BY

Når astronomer vil se på alle stadier av stjernefødsel og stjernedød i Melkeveien, vender de ofte blikket mot den mektige Carina-tåken, i hjertet av stjernebildet Carina. Den blir ofte referert til som nøkkelhulltåken på grunn av dens nøkkelhullformede sentrale region. Etter alle standarder er denne emisjonståken (såkalt fordi den sender ut lys) en av de største som kan observeres fra jorden, og dvergerOriontåkeni stjernebildet Orion. Denne enorme regionen med molekylær gass er ikke godt kjent for observatører på den nordlige halvkule siden det er et objekt på den sørlige himmelen. Den ligger mot bakteppet av galaksen vår og ser nesten ut til å smelte sammen med det lysbåndet som strekker seg over himmelen.

Siden oppdagelsen har denne gigantiske skyen av gass og støv fascinert astronomer. Det gir dem et sted hvor de kan studere prosessene som danner, former og til slutt ødelegger stjerner i galaksen vår.

Se den enorme Carina-tåken

Originalfoto av Dylan O'Donnell, deography.com; avledet arbeid av Tobias Frei / Wikimedia Commons / CC BY 1.0

' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' />

Originalfoto av Dylan O'Donnell, deography.com; avledet arbeid av Tobias Frei / Wikimedia Commons / CC BY 1.0

Carina-tåken er en del av Carina-Sagittarius-armen til Melkeveien. Galaksen vår er i form av en spiral, med et sett med spiralarmer som buer rundt en sentral kjerne. Hvert sett med våpen har et spesifikt navn.

Avstanden til Carina-tåken er et sted mellom 6 000 og 10 000 lysår unna oss. Det er veldig omfattende, og strekker seg over rundt 230 lysår med plass, og er et ganske travelt sted. Innenfor dens grenser er mørke skyer der nyfødte stjerner dannes, klynger av varme unge stjerner, gamle døende stjerner og restene av stjernekjerringer som allerede har blåst opp som supernovaer. Dens mest kjente gjenstand er den lysende blå variable stjernen Eta Carinae.

Carina-tåken ble oppdaget av astronomen Nicolas Louis de Lacaille i 1752. Han observerte den først fra Sør-Afrika. Siden den gang har den ekspansive tåken blitt studert intenst av både bakkebaserte og rombaserte teleskoper. Dens regioner med stjernefødsel og stjernedød er fristende mål for Hubble-romteleskopet , Spitzer Space Telescope, Chandra X-ray Observatory og mange andre.

Stjernefødsel i Carina-tåken

NASA, ESA og M. Livio, Hubble Heritage Team og Hubble 20th Anniversary Team (STScI) / Wikimedia Commons / Public Domain

' id='mntl-sc-block-image_2-0-6' />

NASA, ESA og M. Livio, Hubble Heritage Team og Hubble 20th Anniversary Team (STScI) / Wikimedia Commons / Public Domain

Prosessen med stjernefødsel i Carina-tåken følger den samme banen som den gjør i andre gass- og støvskyer i hele universet. Tåkens hovedingrediens - hydrogengass - utgjør flertallet av de kalde molekylære skyene i regionen. Hydrogen er hovedbyggesteinen til stjerner og oppsto i Big Bang for rundt 13,7 milliarder år siden. Gjenget i hele tåken er skyer av støv og andre gasser, som oksygen og svovel.

Tåken er besatt med kalde mørke skyer av gass og støv kalt Bokkuler. De er oppkalt etter Dr. Bart Bok, astronomen som først fant ut hva de var. Det er her de første røringene av stjernefødsel finner sted, skjult for innsyn. Dette bildet viser tre av disse øyene med gass og støv i hjertet av Carina-tåken. Prosessen med stjernefødsel begynner inne i disse skyene som gravitasjon trekker materiale inn i midten. Etter hvert som mer gass og støv klumper seg sammen, stiger temperaturen og et ungt stjerneobjekt (YSO) blir født. Etter titusenvis av år er protostjernen i sentrum varm nok til å begynne å smelte sammen hydrogen i kjernen, og den begynner å skinne. Strålingen fra den nyfødte stjernen tærer på fødselsskyen, og ødelegger den til slutt fullstendig. Ultrafiolett lys fra nærliggende stjerner skulpturerer også stjernenes fødselsbarnehager. Prosessen kalles fotodissosiasjon, og det er et biprodukt av stjernefødsel.

Avhengig av hvor mye masse det er i skyen, kan stjernene som er født inne i den være rundt solens masse - eller mye, mye større. Carina-tåken har mange veldig massive stjerner, som brenner veldig varmt og lyst og lever korte liv på noen få millioner år. Stjerner som solen, som mer er en gul dverg, kan bli milliarder av år gamle. Carina-tåken har en blanding av stjerner , alle født i grupper og spredt gjennom verdensrommet.

Mystic Mountain i Carina-tåken

Mystic Mountain / NASA/ESA/STScI / Public Domain

' id='mntl-sc-block-image_2-0-11' />

Mystic Mountain / NASA/ESA/STScI / Public Domain

Når stjerner skulpturerer fødselsskyene av gass og støv, skaper de utrolig vakre former. I Carina-tåken er det flere regioner som har blitt skåret bort av virkningen av stråling fra nærliggende stjerner.

En av dem er Mystic Mountain, en søyle av stjernedannende materiale som strekker seg over tre lysår i verdensrommet. Ulike 'topper' i fjellet inneholder nydannende stjerner som spiser seg ut, mens nærliggende stjerner former det ytre. Helt på toppen av noen av toppene er det stråler av materiale som strømmer bort fra babystjernene gjemt inni. Om noen tusen år vil denne regionen være hjemsted for en liten åpen klynge av varme unge stjerner innenfor Carina-tåkens større grenser. Det er mangestjernehoper(assosiasjoner av stjerner) i tåken, noe som gir astronomer innsikt i måtene stjerner dannes sammen på i galaksen.

Carinas stjerneklynger

NASA & ESA, Jesus Maize Appellant (Center for Astrobiology, CSIC-INTA, Spania) / Wikimedia Commons / Public Domain

' id='mntl-sc-block-image_2-0-15' />

NASA & ESA, Jesus Maize Appellant (Center for Astrobiology, CSIC-INTA, Spania) / Wikimedia Commons / Public Domain

Den massive stjernehopen kalt Trumpler 14 er en av de største stjernehopene i Carina-tåken. Den inneholder noen av de mest massive og hotteste stjernene i Melkeveien. Trumpler 14 er en åpen stjernehop som pakker et stort antall lysende varme unge stjerner pakket inn i et område på omtrent seks lysår på tvers. Det er en del av en større gruppe av varme unge stjerner kalt Carina OB1-stjerneforeningen. En OB-forening er en samling av hvor som helst mellom 10 og 100 varme, unge, massive stjerner som fortsatt er samlet etter fødselen.

Carina OB1-foreningen inneholder syv klynger av stjerner, alle født omtrent samtidig. Den har også en massiv og veldig varm stjerne kalt HD 93129Aa. Astronomer anslår at den er 2,5 millioner ganger lysere enn solen og det er en av de yngste av de massive varme stjernene i klyngen. Trumpler 14 selv er bare omtrent en halv million år gammel. Derimot er Pleiades-stjernehopen i Tyren omtrent 115 millioner år gammel. De unge stjernene i Trumpler 14-hopen sender rasende sterke vinder ut gjennom tåken, som også hjelper til med å forme skyene av gass og støv.

Når stjernene til Trumpler 14 blir eldre, bruker de atombrenselet sitt i en enorm hastighet. Når hydrogenet deres går tom, vil de begynne å konsumere helium i kjernene. Til slutt vil de gå tom for drivstoff og kollapse over seg selv. Til slutt vil disse enorme stjernemonstrene eksplodere i enorme katastrofale utbrudd kalt ' supernovaeksplosjoner .' Sjokkbølgene fra disse eksplosjonene vil sende elementene deres ut i verdensrommet. Dette materialet vil berike fremtidige generasjoner av stjerner som skal dannes i Carina-tåken.

Interessant nok, selv om mange stjerner allerede har dannet seg i Trumpler 14 åpne klynge, er det fortsatt noen få skyer av gass og støv igjen. En av dem er den svarte kulen i midten til venstre. Det kan godt være å pleie noen flere stjerner som til slutt vil spise bort barnehagen deres og skinne frem om noen hundre tusen år.

Stjernedød i Carina-tåken

NASA/JPL-Caltech/N. Smith (Univ. of Colorado at Boulder) / Wikimedia Commons / Public Domain

' id='mntl-sc-block-image_2-0-21' />

NASA/JPL-Caltech/N. Smith (Univ. of Colorado at Boulder) / Wikimedia Commons / Public Domain

Ikke langt fra Trumpler 14 ligger den massive stjernehopen kalt Trumpler 16 – også en del av Carina OB1-foreningen. I likhet med motstykket ved siden av, er denne åpne klyngen proppfull av stjerner som lever raskt og vil dø unge. En av disse stjernene er den lysende blå variabelen kalt Eta Carinae.

Denne massive stjernen (en av en binært par ) har gått gjennom omveltninger som et forspill til sin død i en massiv supernovaeksplosjon kalt en hypernova, en gang i løpet av de neste 100 000 årene. På 1840-tallet lyste den opp og ble den nest klareste stjernen på himmelen. Deretter dimmet det ned i nesten hundre år før det begynte en sakte lysere på 1940-tallet. Selv nå er det en mektig stjerne. Den utstråler fem millioner ganger mer energi enn solen gjør, selv når den forbereder seg på dens eventuelle ødeleggelse.

Den andre stjernen i paret er også veldig massiv - omtrent 30 ganger solens masse - men er skjult av en sky av gass og støv som skyves ut av dens primære. Den skyen kalles 'Homonculus' fordi den ser ut til å ha en nesten menneskelig form. ​Dets uregelmessige utseende er noe av et mysterium; ingen er helt sikker på hvorfor den eksplosive skyen rundt Eta Carinae og dens følgesvenn har to lober og er knipet i midten.

Når Eta Carinae blåser stabelen sin, vil den bli det lyseste objektet på himmelen. Over mange uker vil det sakte falme. Rester av den opprinnelige stjernen (eller begge stjernene, hvis begge eksploderer) vil strømme ut i sjokkbølger gjennom tåke . Til slutt vil det materialet bli byggesteinene til nye generasjoner stjerner i en fjern fremtid.

Hvordan observere Carina-tåken

ThoughtCo / Carolyn Collins Petersen

' id='mntl-sc-block-image_2-0-27' />

ThoughtCo / Carolyn Collins Petersen

Skygazere som våger seg til den sørlige delen av den nordlige halvkule og over hele den sørlige halvkule kan lett finne tåken i hjertet av stjernebildet. Det er veldig nær stjernebildet Crux, også kjent som Sørkorset. Carina-tåken er et godt objekt med blotte øyne og blir enda bedre med en kikkert eller et lite teleskop. Observatører med store teleskoper kan bruke mye tid på å utforske Trumpler-klyngene, Homunculus, Eta Carinae og Nøkkelhull-regionen i hjertet av tåken. Tåken ses best under sørlige halvkule sommer og tidlig høstmåneder (den nordlige halvkule vinter og tidlig vår).

Utforske stjernenes livssyklus

For både amatører og profesjonelle observatører tilbyr Carina-tåken en sjanse til å se regioner som ligner på den som fødte vår egen sol og planeter for milliarder av år siden. Å studere stjernefødselsområdene i denne tåken gir astronomer mer innsikt i prosessen med stjernefødsel og måtene stjerner klynger seg sammen etter at de er født.

I en fjern fremtid vil observatører også se når en stjerne i hjertet av tåken eksploderer og dør, og fullfører syklusen av stjerneliv.