La nébuleuse de la tête de cheval (son nom officiel est Barnard 33) est l'un des objets les plus célèbres du ciel. Sur les photos prises même avec l'utilisation de télescopes amateurs, cela semble très impressionnant. Quel est cet objet et a-t-il toujours l'air sur les photographies habituelles dans le domaine optique ?
Où vit le cheval de l'espace
La nébuleuse de la tête de cheval est située dans la constellation d'Orion - la région du ciel la plus riche en objets intéressants - juste en dessous de l'étoile brillante Alnitak (l'étoile de gauche de la ceinture d'Orion). La distance à celle-ci est d'environ 1600 années-lumière (environ 490 parsecs). Ce n'est pas très loin; selon les normes galactiques, elle est notre voisine.
Cependant, il n'est pas facile de l'observer avec des télescopes amateurs, bien qu'il soit possible de le photographier, surtout si vous mettez un filtre spécial sur l'objectif qui ne transmet qu'une seule des bandes spectrales de la lumière émise par l'hydrogène ionisé. Le fait est que Barnard 33 nous est visible sur le fond d'une autre nébuleuse - une nébuleuse d'émission qui rayonne intensément précisément dans cette bandespectre. Avec ce filtre appliqué, la photo Horse Head ressemble à ceci (voir ci-dessous).
Sortir du nuage
Si vous regardez attentivement la photographie de la nébuleuse, vous pouvez voir qu'elle semble émerger d'un nuage noir géant illuminé par des étoiles. Cette vue majestueuse peut choquer et fasciner une personne, surtout si vous vous souvenez que le "cou" et la "tête" du cheval de l'espace occupent une région de l'espace d'un diamètre d'environ 3,5 années-lumière.
L'énorme formation dont ils ne sont qu'une petite partie, à son tour, n'est qu'un élément d'une structure encore plus grande de plusieurs centaines d'années-lumière de long. Cette structure comprend de grands nuages interstellaires de poussière et de gaz, des nébuleuses diffuses brillantes, des globules sombres - des nuages isolés de gaz et de poussière, des étoiles jeunes et en formation. L'ensemble de ce complexe s'appelle le "nuage moléculaire d'Orion".
Nature de la nébuleuse de la tête de cheval noire
Le terme "sombre" signifie qu'il absorbe la lumière, mais ne l'émet ni ne la diffuse lui-même, et n'est visible dans le domaine optique que parce que sa silhouette protège la lumière de la nébuleuse d'émission IC 434 derrière lui.
De tels objets sont relativement denses (selon les normes interstellaires), de très longs nuages de gaz et de poussière. Ils se caractérisent par des bordures très irrégulières et indistinctes et ont souvent des formes irrégulières complexes.
Ces nuagesfroids, leur température ne dépasse pas plusieurs dizaines, parfois même des unités, kelvin. Le gaz y existe sous forme moléculaire, et la poussière interstellaire est également présente - des particules solides d'une taille allant jusqu'à 0,2 micron. La masse de poussière est d'environ 1% de la masse de gaz. La concentration d'une substance dans un tel nuage moléculaire peut aller de 10-4 à 10-6 particules par centimètre cube.
Le plus grand des nuages peut être vu à l'œil nu, comme le sac de charbon dans la constellation de la Croix du Sud ou la grande fosse dans la constellation du Cygne.
Portrait infrarouge
Le développement de l'astronomie toutes ondes a permis de voir le monde dans la plus large gamme de ses manifestations. Après tout, les objets physiques sont capables de rayonner non seulement dans le domaine optique. De plus, cette gamme de fréquences - la seule disponible pour notre perception directe - est très étroite et ne représente qu'une petite fraction de tout le rayonnement de l'espace.
Les rayons infrarouges peuvent en dire long sur divers objets spatiaux. Ainsi, dans l'étude des nuages moléculaires, ils sont désormais un outil indispensable. Absorbant la lumière des fréquences optiques, le nuage la réémettra inévitablement dans la région infrarouge du spectre, et ce rayonnement transportera des informations sur la structure de la nébuleuse et sur les processus qui s'y déroulent. La poussière n'est pas un obstacle à ces rayons.
En 2013, avec l'aide du télescope spatial. Hubble a capturé l'une des images les plus remarquables de la nébuleuse de la tête de cheval. Photo prise à des longueurs d'onde de 1,1 µm (superposition bleue) et 1,6 µm(Couleur orange); nord à gauche. Mais elle ne ressemble plus à un cheval.
Qu'y a-t-il dedans ?
Les images infrarouges semblent supprimer le rideau de poussière de la nébuleuse, ce qui rend visible la structure nuageuse de Barnard 33. Le dynamisme de ses régions extérieures est parfaitement visible: il y a un écoulement de gaz sous l'influence du rayonnement dur des jeunes étoiles chaudes. L'un de ces luminaires est situé au sommet du nuage.
L'effondrement du nuage est également dû au rayonnement ionisant de la nébuleuse à émission IC 434. En regardant maintenant l'image optique, la lueur autour du bord de Barnard 33 est frappante - le front d'ionisation, où les photons énergétiques se rencontrent les couches externes du nuage. Toutes ces radiations, ionisant le gaz, le « soufflent » littéralement. Accélérant dans un fort champ magnétique, il quitte le nuage. Ainsi, la tête de cheval fond progressivement et, dans quelques millions d'années, elle disparaîtra complètement.
L'image infrarouge à grande longueur d'onde montre une structure différente au sein de la nébuleuse: un arc de gaz est clairement visible où l'on voit la silhouette familière d'un cheval dans l'optique.
Chimie du nuage de gaz et de poussière
Parce que les nébuleuses sombres sont extrêmement froides, leur propre rayonnement tombe sur la partie à grande longueur d'onde du spectre. Par conséquent, la composition chimique de ces nuages est étudiée en analysant les pics des spectres micro-ondes et radio - les soi-disant signatures, les signatures spectrales de certaines molécules. Le rayonnement infrarouge de la poussière est également à l'étude.
Le composant principal de toute nébuleuse est, bien sûr, l'hydrogène - environ 70 % de celui-ci. Hélium - environ 28 %; le reste est représenté par d'autres substances. Il convient de noter que leurs concentrations dans différentes nébuleuses peuvent différer. Des signatures d'eau, de monoxyde de carbone, d'ammoniac, de cyanure d'hydrogène, de carbone neutre et d'autres substances communes aux nuages interstellaires ont été trouvées dans les spectres de Horsehead. Il existe également des composés organiques: éthanol, formaldéhyde, acide formique. Cependant, il y avait aussi une ligne non identifiée.
En 2012, il a été signalé que la molécule responsable de cette mystérieuse signature avait finalement été trouvée. Il s'est avéré être un simple composé d'hydrocarbure C3H+. Fait intéressant, dans des conditions terrestres, un tel ion moléculaire ne serait pas stable, mais dans la nébuleuse interstellaire, où la matière est extrêmement raréfiée, rien ne l'empêche d'exister.
Pépinière Star
Les nuages moléculaires froids et denses sont à l'origine de la formation des étoiles, le berceau des futures étoiles et systèmes planétaires. Dans la théorie de la formation des étoiles, certains détails de ce processus ne sont toujours pas clairs. Mais le fait même de l'existence d'objets protostellaires à différents stades de développement dans les nébuleuses sombres, ainsi que de très jeunes étoiles, a été prouvé à l'aide d'une grande quantité de données d'observation.
La tête de cheval dans la constellation d'Orion ne fait pas exception. En général, l'ensemble du nuage moléculaire géant d'Orion est caractérisé par une activitéformation d'étoiles. Et dans les régions denses de Barnard 33, les processus de naissance des étoiles se poursuivent. Par exemple, un objet brillant presque à sa «couronne» même est un jeune luminaire qui n'a pas encore quitté sa «pépinière» de poussière et de gaz. Il existe des objets similaires dans la zone où la nébuleuse rejoint le gros nuage. Ainsi, la "pépinière d'étoiles" de Horsehead fonctionne et conduira éventuellement à la destruction de cette structure cosmique spectaculaire.
