Utforske Carina-tåken

Når astronomer ønsker å se på alle stadier av stjernefødsel og stjernedød i Melkeveis galaksen, vender de ofte blikket mot den mektige Carina-tåken, i hjertet av stjernebildet Carina. Det kalles ofte nøkkelhullsnebula på grunn av det nøkkelhullsformede sentrale området. Etter alle standarder er denne utslippsnevelen (såkalt fordi den avgir lys) en av de største som kan observeres fra Jorden, og dverger Orion tåke i stjernebildet Orion. Denne enorme regionen med molekylær gass er ikke kjent for observatører på den nordlige halvkule, siden det er et objekt med sørlige himmel. Den ligger på bakgrunn 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 for å studere prosessene som danner, former og til slutt ødelegger stjerner i galaksen vår.

Carina-tåken er en del av Carina-Skytten-armen på Melkeveien. Galaksen vår er i form av en spiral, med et sett spiralarmer som er buet rundt en sentral kjerne. Hvert våpensett har et spesifikt navn.

Avstanden til Carina-tåken er et sted mellom 6000 og 10.000 lysår unna oss. Den er veldig omfattende, og strekker seg over 230 lysår med plass, og er et ganske travelt sted. Innenfor dens grenser er mørke skyer der det dannes nyfødte stjerner, klynger av varme unge stjerner, gamle døende stjerner og restene av stjerners behemoter som allerede har sprengt seg som supernovaer. Den mest kjente gjenstanden er den lysende blå variabelen stjernen Eta Carinae.

Carina-tåken ble oppdaget av astronomen Nicolas Louis de Lacaille i 1752. Han observerte det først fra Sør-Afrika. Siden den tid har den ekspansive nebelen blitt studert intenst av både bakkebaserte og rombaserte teleskoper. Regionene med stjernefødsel og stjernedød er fristende mål for Hubble romteleskop, Spitzer-romteleskopet, røntgenobservatoriet Chandra og mange andre.

Prosessen med stjernefødsel i Carina-tåken følger den samme veien som den gjør i andre skyer av gass og støv i hele universet. Nebulens viktigste ingrediens - hydrogengass - utgjør størstedelen av de kalde molekylære skyene i regionen. Hydrogen er den viktigste byggesteinen til stjerner og oppsto i Big Bang for 13,7 milliarder år siden. Trådd over hele tåken er støvskyer og andre gasser, som oksygen og svovel.

Nebula er besatt med kalde mørke skyer av gass og støv som kalles Bok kule. De er oppkalt etter Dr. Bart Bok, astronomen som først fant ut hva de var. Det er her de første omrøringene av stjernefødsel finner sted, skjult for synet. 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 tyngde trekker materiale inn i sentrum. Etter hvert som mer gass og støv klumper seg sammen, øker temperaturene og en ung stellar gjenstand (YSO) blir født. Etter titusenvis av år er protostaren i sentrum varm nok til å begynne å smelte sammen hydrogen i kjernen, og den begynner å skinne. Strålingen fra den nyfødte stjernen spiser bort ved fødselsskyen og til slutt ødelegger den fullstendig. Ultrafiolett lys fra stjernene i nærheten skulpterer også stjernefødselsbarnehagene. Prosessen kalles fotodissosiasjon, og det er et biprodukt fra stjernefødsel.

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

Når stjerner skulpter fødselsskyene av gass og støv, skaper de utrolig flotte former. I Carina-tåken er det flere regioner som er skåret bort av strålingen fra stjernene i nærheten.

En av dem er Mystic Mountain, en søyle med stjernedannende materiale som strekker seg over tre lysår med plass. Ulike "topper" i fjellet inneholder nydannende stjerner som spiser vei ut, mens stjerner i nærheten former det ytre. Helt øverst på 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 i de større områdene av Carina-tåken. Det er mange stjerneklynger (assosiasjoner av stjerner) i tåken, som gir astronomer innsikt i måtene stjerner dannes sammen i galaksen.

Den massive stjerneklyngen kalt Trumpler 14 er en av de største klyngene i Carina Nebula. Den inneholder noen av de mest massive og hotteste stjernene i Melkeveien. Trumpler 14 er en åpen stjerne klynge som pakker et stort antall lysende varme unge stjerner pakket inn i en region omtrent seks lysår på tvers. Det er en del av en større gruppe av varme unge stjerner kalt Carina OB1 stellar association. En OB-forening er en samling hvor som helst mellom 10 til 100 varme, unge, massive stjerner som fremdeles er gruppert sammen etter fødselen.

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

Når stjernene i Trumpler 14 eldes, forbruker de kjernefysisk drivstoff til en stor hastighet. Når hydrogenet deres renner ut, begynner de å konsumere helium i kjernene. Etter hvert vil de gå tom for drivstoff og kollapse på seg selv. Etter hvert vil disse massive stjernemonstrene eksplodere i enorme katastrofale utbrudd kalt "supernovaeksplosjoner. "Sjokkbølgene fra eksplosjonene vil sende elementene sine ut i verdensrommet. Dette materialet vil berike fremtidige generasjoner med stjerner som vil bli dannet i Carina-tåken.

Interessant er det, selv om mange stjerner allerede har dannet seg i den åpne klyngen Trumpler 14, er det fortsatt noen få skyer av gass og støv som gjenstår. En av dem er den svarte kule midt til venstre. Det kan godt være å pleie noen flere stjerner som til slutt vil spise vekk créche og skinne frem om noen hundre tusen år.

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

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

Parets andre stjerne er også veldig massiv - omtrent 30 ganger solens masse - men er skjult av en sky av gass og støv som kastes ut av dens primære. Den skyen kalles "Homunculus" fordi den ser ut til å ha en nesten humanoid form. Dets uregelmessige utseende er noe av et mysterium; ingen er helt sikre på hvorfor den eksplosive skyen rundt Eta Carinae og følgesvennen har to fliker og er spinklet i midten.

Når Eta Carinae blåser i bunken sin, vil den bli den lyseste gjenstanden på himmelen. Over mange uker vil den sakte falme. Rester av den opprinnelige stjernen (eller begge stjernene, hvis begge eksploderer) vil skynde seg ut i sjokkbølger gjennom nebula. Etter hvert vil dette materialet bli byggesteinene til nye generasjoner av stjerner i den fjerne fremtid.

Skygazere som våger seg mot den sørlige delen av den nordlige halvkule og gjennom hele den sørlige halvkule, kan lett finne nebulaen i hjertet av stjernebildet. Det er veldig nær stjernebildet Crux, også kjent som Sørkorset. Carina-tåken er et godt blotte øyeobjekt og blir enda bedre med et blikk gjennom kikkert eller et lite teleskop. Observatører med teleskoper i god størrelse kan bruke mye tid på å utforske Trumpler-klyngene, Homunculus, Eta Carinae og Keyhole-regionen i hjertet av tåken. Nebelen sees best i løpet av sørlige halvkule sommer og tidlig høstmåned (vinter på den nordlige halvkule og tidlig på våren).

For både amatører og profesjonelle observatører tilbyr Carina Nebula en sjanse til å se regioner som ligner den som fødte vår egen sol og planeter for milliarder av år siden. Å studere stjernefødselsregionene i denne tåken gir astronomer mer innsikt i prosessen med fødsel og hvordan stjernene klynges sammen etter at de er født.

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