Hmlovina Konská hlava (jej oficiálny názov je Barnard 33) je jedným z najznámejších objektov na oblohe. Na snímkach zhotovených aj s použitím amatérskych ďalekohľadov vyzerá veľmi pôsobivo. Čo je to za objekt a vyzerá vždy na bežných fotografiách v optickom rozsahu?
Kde žije vesmírny kôň
Hmlovina Konská hlava sa nachádza v súhvezdí Orion - oblasť oblohy najbohatšia na zaujímavé objekty - tesne pod jasnou hviezdou Alnitak (ľavá hviezda Orionovho pásu). Vzdialenosť k nemu je približne 1600 svetelných rokov (asi 490 parsekov). Nie je to príliš ďaleko; podľa galaktických štandardov je naša susedka.
Pozorovať ho amatérskymi ďalekohľadmi však nie je jednoduché, aj keď je možné ho odfotografovať, najmä ak na šošovku nasadíte špeciálny filter, ktorý prepúšťa len jedno zo spektrálnych pásiem svetla vyžarovaného ionizovaným vodíkom. Faktom je, že Barnard 33 je pre nás viditeľný na pozadí inej hmloviny - emisnej hmloviny, ktorá intenzívne vyžaruje práve v tomto pásmespektrum. S týmto filtrom bude fotka Horse Head vyzerať takto (pozri nižšie).
Prichádza z cloudu
Ak sa pozriete pozorne na fotografiu hmloviny, môžete vidieť, že sa zdá, že vychádza z obrovského tmavého mraku osvetleného hviezdami. Tento majestátny pohľad môže človeka šokovať a fascinovať, najmä ak si spomeniete, že „krk“a „hlava“vesmírneho koňa zaberajú oblasť vesmíru s priemerom asi 3,5 svetelného roka.
Obrovská formácia, ktorej sú malou súčasťou, je zasa len prvkom ešte väčšej štruktúry dlhej stovky svetelných rokov. Táto štruktúra zahŕňa veľké medzihviezdne oblaky prachu a plynu, jasné difúzne hmloviny, tmavé guľôčky – izolované oblaky plynu a prachu, mladé a tvoriace sa hviezdy. Celý tento komplex sa nazýva "Orion Molecular Cloud".
Príroda hmloviny Tmavá konská hlava
Pojem „tmavý“znamená, že pohlcuje svetlo, ale sám ho nevyžaruje ani nerozptyľuje a v optickom dosahu je viditeľný len preto, že jeho silueta chráni svetlo z emisnej hmloviny IC 434 za ním.
Takéto objekty sú relatívne husté (podľa medzihviezdnych štandardov), veľmi dlhé oblaky plynu a prachu. Vyznačujú sa veľmi nepravidelnými a nevýraznými okrajmi a často majú zložité nepravidelné tvary.
Tieto mrakychladné, ich teplota nepresahuje niekoľko desiatok, niekedy aj jednotiek, kelvinov. Existuje tam plyn v molekulárnej forme a prítomný je aj medzihviezdny prach – pevné častice do veľkosti 0,2 mikrónu. Hmotnosť prachu je asi 1% hmotnosti plynu. Koncentrácia látky v takomto molekulárnom oblaku môže byť od 10-4 do 10-6 častíc na centimeter kubický.
Najväčšie z oblakov je možné vidieť voľným okom, ako napríklad Uhoľné vrece v súhvezdí Južný kríž alebo Veľká jama v súhvezdí Labuť.
Infračervený portrét
Rozvoj celovlnovej astronómie umožnil vidieť svet v najširšom rozsahu jeho prejavov. Fyzické objekty sú totiž schopné vyžarovať nielen v optickom dosahu. Navyše, tento frekvenčný rozsah – jediný dostupný pre naše priame vnímanie – je veľmi úzky a predstavuje len malý zlomok všetkého žiarenia z vesmíru.
Infračervené lúče môžu veľa povedať o rôznych vesmírnych objektoch. Takže pri štúdiu molekulárnych oblakov sú teraz nepostrádateľným nástrojom. Absorbujúc svetlo optických frekvencií, oblak ho nevyhnutne znovu vyžaruje v infračervenej oblasti spektra a toto žiarenie bude niesť informácie o štruktúre hmloviny a o procesoch, ktoré v nej prebiehajú. Prach nie je prekážkou pre tieto lúče.
V roku 2013 s pomocou vesmírneho teleskopu. Hubbleov teleskop zachytil jeden z najpozoruhodnejších snímok hmloviny Konská hlava. Fotografia zhotovená pri vlnových dĺžkach 1,1 µm (modré prekrytie) a 1,6 µm(Oranžová farba); sever vľavo. Ale už nevyzerá ako kôň.
Čo je vnútri?
Zdá sa, že infračervené snímky odstraňujú prachovú clonu z hmloviny, v dôsledku čoho sa stáva viditeľnou oblakovú štruktúru Barnarda 33. Dynamika jej vonkajších oblastí je dokonale viditeľná: dochádza k úniku plynu pod vplyvom tvrdého žiarenia z mladých horúcich hviezd. Jedno z týchto svietidiel sa nachádza v hornej časti oblaku.
Kolaps oblaku je tiež spôsobený ionizujúcim žiarením z emisnej hmloviny IC 434. Pri pohľade na optický obraz je nápadná žiara okolo okraja Barnarda 33 - ionizačný front, kde sa stretávajú energetické fotóny s vonkajšie vrstvy oblakov. Všetky tieto žiarenia, ionizujúce plyn, ho doslova „sfúknu“. Zrýchľuje sa v silnom magnetickom poli a opúšťa oblak. Konská hlava sa teda postupne topí a o niekoľko miliónov rokov úplne zmizne.
Infračervená snímka s dlhou vlnovou dĺžkou ukazuje inú štruktúru v hmlovine: tam, kde v optike vidíme známu siluetu koňa, je jasne viditeľný plynový oblúk.
Chémia plynu a prachu
Pretože tmavé hmloviny sú extrémne chladné, ich vlastné žiarenie dopadá na dlhovlnnú časť spektra. Preto sa chemické zloženie takýchto oblakov študuje analýzou vrcholov mikrovlnných a rádiových spektier - takzvaných podpisov, spektrálnych podpisov určitých molekúl. Skúma sa aj infračervené žiarenie z prachu.
Hlavnou zložkou každej hmloviny je, samozrejme, vodík - asi 70% z neho. Hélium - približne 28%; zvyšok pripadajú na iné látky. Treba poznamenať, že ich koncentrácie v rôznych hmlovinách sa môžu líšiť. V spektrách Konskej hlavy boli nájdené znaky vody, oxidu uhoľnatého, amoniaku, kyanovodíka, neutrálneho uhlíka a ďalších látok bežných pre medzihviezdne oblaky. Existujú aj organické zlúčeniny: etanol, formaldehyd, kyselina mravčia. Bola tam však aj nejaká neidentifikovaná čiara.
V roku 2012 bolo oznámené, že molekula zodpovedná za tento záhadný podpis bola konečne nájdená. Ukázalo sa, že ide o jednoduchú uhľovodíkovú zlúčeninu C3H+. Je zaujímavé, že za pozemských podmienok by takýto molekulárny ión nebol stabilný, ale v medzihviezdnej hmlovine, kde je hmota extrémne riedka, mu nič nebráni v existencii.
Star Nursery
Studené a husté molekulárne oblaky sú zdrojom vzniku hviezd, kolískou budúcich hviezd a planetárnych systémov. V teórii vzniku hviezd sú niektoré detaily tohto procesu stále nejasné. Ale samotná skutočnosť existencie protohviezdnych objektov v rôznych štádiách vývoja v tmavých hmlovinách, ako aj veľmi mladých hviezd, bola dokázaná pomocou veľkého množstva pozorovacích údajov.
Konská hlava v súhvezdí Orion nie je výnimkou. Vo všeobecnosti je celý obrovský molekulárny Orion Cloud charakterizovaný aktívnymvznik hviezd. A v hustých oblastiach Barnarda 33 prebiehajú procesy zrodu hviezd. Napríklad jasný objekt takmer na svojej „korune“je mladé svietidlo, ktoré ešte neopustilo svoju „pôrodníčku“prachu a plynu. V oblasti, kde sa hmlovina spája s veľkým oblakom, sú podobné objekty. Takže „hviezdna škôlka“v Horsehead funguje a nakoniec povedie k zničeniu tejto veľkolepej kozmickej štruktúry.
