Planetong nebula

Planetary nebula, anuman sa isang klase ng maliwanag na nebulae na nagpapalawak ng mga shell ng maliwanag na gas na pinalayas ng namamatay na mga bituin. Napansin na teleskopopikal, mayroon silang medyo bilog na compact na hitsura sa halip na ang magulong patchy na hugis ng iba pang nebulae - samakatuwid ang kanilang pangalan, na ibinigay dahil sa kanilang pagkakahawig sa mga planetary disk kung tiningnan sa mga instrumento ng huling bahagi ng 1700s, nang ang unang planeta na nebulae ay natuklasan.

Mayroong pinaniniwalaang tungkol sa 20,000 mga bagay na tinatawag na planetary nebulae sa Milky Way Galaxy, bawat isa na kumakatawan sa gas na pinalayas kamakailan mula sa isang gitnang bituin sa huli nitong ebolusyon. Dahil sa pagkamalas ng alikabok sa Galaxy, halos 1,800 na planeta na nebulae ang na-catalog. Ang mga planeta nebulae ay mahalagang mapagkukunan ng gas sa interstellar medium.

Mga form at istraktura

Kung ikukumpara sa nagkakalat na nebulae (tingnan ang rehiyon ng H II), ang mga planeta na nebulae ay mga maliliit na bagay, na mayroong isang radius na karaniwang 1 light-year at naglalaman ng isang gasolina na humigit-kumulang na 0.3 solar mass. Ang isa sa pinakamalakas na kilalang planeta na nebulae, ang Helix Nebula (NGC 7293) sa konstelasyong Aquarius, ay nagbawas ng isang anggulo ng mga 20 minuto ng arko - dalawang-katlo ang angular na laki ng Buwan. Ang planeta nebulae ay malaki ang lapad kaysa sa karamihan sa mga rehiyon ng H II, karaniwang naglalaman ng 1,000-10,000 atom sa bawat kubiko cm sa loob ng kanilang siksik na mga rehiyon, at may isang ilaw na pang-ibabaw ng 1,000 beses na mas malaki. Marami ang napakalayo na lumilitaw sila na stellar kapag direktang nakuhanan ng litrato, ngunit ang mga halimbawang halimbawa ay may sukat na sukat hanggang sa 20 minuto ng arko, na may 10-30 segundo ng arko na karaniwan. Ang mga na nagpapakita ng isang maliwanag na disk ay may higit pang mga regular na porma kaysa sa mga kaguluhan sa mga H II na rehiyon, ngunit mayroon pa ring karaniwang ilang mga pagbabago ng ningning sa disk. Ang mga planeta ay karaniwang may regular, matalim na panlabas na mga hangganan; madalas na mayroon silang isang regular na panloob na hangganan din, na nagbibigay sa kanila ng hitsura ng isang singsing. Marami ang may dalawang lobes ng maliwanag na materyal, na kahawig ng mga arko ng isang bilog, na konektado ng isang tulay, medyo kahawig ng letrang Z.

Karamihan sa mga planetary ay nagpapakita ng isang gitnang bituin, na tinatawag na nucleus, na nagbibigay ng radiation ng ultraviolet na kinakailangan para sa pag-ionizing ng gas sa singsing o shell na nakapalibot dito. Ang mga bituin na iyon ay kabilang sa pinakamainit na kilala at nasa isang estado ng medyo mabilis na ebolusyon.

Tulad ng sa mga rehiyon ng H II, ang pangkalahatang pagiging regular ng istruktura ay nagtatago ng malalaking pagbabagu-bago sa density, temperatura, at komposisyon ng kemikal. Ang mga larawang mataas na resolusyon ng isang planeta na nebula ay karaniwang ihayag ang maliliit na buhol at filament hanggang sa limitasyon ng paglutas. Ang spectrum ng planetary nebula ay karaniwang katulad ng sa rehiyon ng H II; naglalaman ito ng mga maliliwanag na linya mula sa mga recombinasyon ng hydrogen at helium at ang maliwanag, banggaan na nasasabik na mga ipinagbabawal na linya at malabo ang mga linya ng pagsasaalang-alang ng iba pang mga ion. (Ang Recombination ay ang proseso kung saan ang isang atom sa isang mataas na yugto ng paggulo ay nakakakuha ng isang mas mababang elektron ng enerhiya at pagkatapos ay bumaba sa isang mas mababang yugto ng paggulo.) Ang mga gitnang bituin ay nagpapakita ng mas higit na saklaw ng temperatura kaysa sa mga nasa H II na rehiyon, mula sa medyo cool (25,000 K) sa ilan sa mga pinakamainit na kilala (200,000 K). Sa nebulae na may mainit na mga bituin, ang karamihan sa helium ay doble na na-ionize, at pinahahalagahan na halaga ng limang-beses-ionized oxygen at argon at apat na beses na-ionized na neon ang umiiral. Sa mga rehiyon ng H II ang helium ay higit sa lahat sa sandaling na-ionize at neon at argon minsan lamang o dalawang beses. Ang pagkakaiba na ito sa mga estado ng mga atomo ay nagreresulta mula sa temperatura ng planetaryong nucleus (hanggang sa halos 150,000 K), na mas mataas kaysa sa kapana-panabik na bituin ng mga rehiyon ng H II (mas mababa sa 60,000 K para sa isang bituin ng O, ang pinakamainit). Ang mga mataas na yugto ng ionization ay matatagpuan malapit sa gitnang bituin. Ang bihirang mabibigat na mga ion, sa halip na hydrogen, ay sumisipsip ng mga photon ng maraming daang mga elektron ng elektron. Higit pa sa isang tiyak na distansya mula sa gitnang bituin, ang lahat ng mga photon ng enerhiya na sapat upang ma-ionize ang isang naibigay na species ng ion ay nasisipsip, at ang mga species na iyon ay hindi maaaring umiiral nang mas malayo. Ang detalyadong teoretikal na mga kalkulasyon ay sa halip matagumpay na hinulaang ang spectra ng pinakamahusay na sinusunod na nebulae.

Ang spectra ng planetary nebulae ay nagpapakita ng isa pang kawili-wiling katotohanan: lumalawak sila mula sa gitnang bituin sa 24-56 km (15-35 milya) bawat segundo. Ang gravitational pull ng bituin ay medyo maliit sa layo ng shell mula sa bituin, kaya ang shell ay magpapatuloy sa paglawak nito hanggang sa wakas ay sumasama sa interstellar gas sa paligid nito. Ang pagpapalawak ay proporsyonal sa distansya mula sa gitnang bituin, na naaayon sa buong masa ng gas na na-ejected sa isang maikling panahon mula sa bituin sa ilang uri ng kawalang-tatag.

Ang mga distansya ng planeta nebulae

Ang pagtatantya ng distansya sa anumang partikular na planeta na nebula ay mapaghamong dahil sa iba't ibang mga hugis at masa ng ionized gas. Mayroong kawalan ng katiyakan tungkol sa dami ng ionizing radiation mula sa gitnang bituin na nakatakas mula sa nebula at ang halaga ng mainit na mababang-density na materyal na pumupuno sa bahagi ng dami ngunit hindi naglalabas ng kapansin-pansin na radiation. Kaya, ang planetary nebulae ay hindi isang homogenous na klase ng mga bagay.

Ang mga pagkakaiba-iba ay tinatantya sa pamamagitan ng pagkuha ng mga sukat para sa tungkol sa 40 mga bagay na nangyayari na may kanais-nais na mga katangian. Ang mga kanais-nais na katangian ay nagsasangkot ng pakikipag-ugnay sa iba pang mga bagay na ang distansya ay maaaring tinantya nang nakapag-iisa, tulad ng pagiging kasapi sa isang kumpol ng stellar o samahan sa isang bituin ng kilalang mga pag-aari. Ang mga pamamaraan ng istatistika, na na-calibrate ng mga bagay na ito, ay nagbibigay ng mga magaspang na mga pagtatantya (tungkol sa 30 porsyento na mga error) ng mga distansya para sa lahat ng iba. Ang pamamaraang istatistika ay nagsasangkot sa pag-aakalang ang lahat ng mga shell ay may katulad na masa kapag ang lahat ng mga shell ay ionized at pagwawasto para sa maliit na bahagi na neutral para sa natitira.

Mula sa pinakamahusay na magagamit na pagpapasiya ng distansya, ang tunay na sukat ng anumang nebula ay matatagpuan mula sa anggulo ng anggulo nito. Karaniwan, ang mga planetary nebulae ay ilang mga ikasampu ng isang light-year sa radius. Kung ang distansya na ito ay nahahati sa bilis ng pagpapalawak, ang edad ng nebula mula nang makuha ang ejection. Ang mga halaga ay umaabot hanggang humigit-kumulang na 30,000 taon, pagkatapos nito ang nebula ay napakahindi kaya hindi ito mailalarawan mula sa nakapalibot na gasolina ng interstellar. Ang buhay na ito ay mas maikli kaysa sa mga oras ng buhay ng mga bituin ng magulang, kaya ang nebular phase ay medyo maikli.