Планетарные туманности, одни из самых интересных туманных объектов на звездном небе, были названы так Уильямом Гершелем, поскольку они имели вид правильных дисков, и весьма напоминали планеты (см. изображение слева). Одни из них видны, как равномерно светящиеся диски, другие видны, как кольца. Обычно планетарная туманность симметрична и резко очерчена. Но иногда встречаются необычные планетарные туманности, что позволило дать им необычные названия: «Сова», «Эскимос», «Сатурн».

Видимый угловой диаметр самых больших планетарных туманностей составляет 15 угловых минут. Многие планетарные туманности так малы, что даже в большой телескоп неотличимы от звезды, и тогда планетарную туманность можно отличить от звезды только по спектру. Спектры подавляющего большинства звезд непрерывные, с темными линиями, а спектры планетарных туманностей выглядят, как спектры газов, т.е. они содержат так называемые запрещенные линии, которые имеются лишь в крайне разреженных газах при вилянии на него излучением звезды. Среди таких запрещенных линий были замечены зеленые линии, которые были приписаны неизвестному газу, имеющемуся только в туманностях. Этот газ назвали небулием от слова небула (туманность).

В планетарных туманностях зеленые линии небулия ярче, чем сине-зеленая линия бальмеровской серии водорода. При дальнейшем изучении планетарных туманностей выяснилось, что зелёным цветом светится кислород. По этим линиям и определяют, что наблюдается именно планетарная туманность. Но почему мы видим такие туманности, что заставляет их светиться. Свечение межзвёздного газа происходит из-за процессов на атомарном уровне. Рассмотрим, как это происходит на примере водорода. Атом водорода состоит из ядра и электрона не его орбите. Если их разделить, то произойдет ионизация атома.

Через некоторое время электроны и ядра могут опять объединиться, а при каждом объединении их будет выделяться энергия. Она-то излучается в виде квантов света определённого цвета, соответствующего данной энергии. Значит, чтобы газ излучал, необходимо ионизовать атомы, из которых он состоит. Это происходит в результате столкновений с другими атомами, и когда атомы газа поглощают кванты ультрафиолетового излучения, например от ближайшей звезды. Это наиболее важный момент для планетарных туманностей, т.к. они светятся от переизлучения энергии родительской звезды. Иначе говоря, планетарный туманности не могут существовать без центральной родительской звезды.

Центральная звезда планетарной туманности является родительской в полном смысле этого слова. В конце своей жизни звезда красный гигант сбрасывает с себя внешние слои и превращается в белый карлик. Вновь образовавшийся белый карлик имеет высокую температуру и излучает в основном в ультрафиолете. И что же дальше? Почти все ультрафиолетовые кванты от звезды поглотятся атомами сброшенной звездой оболочки. Вокруг звезды образуется область ионизованного газа. Освободившиеся электроны образуют электронный газ температурой около 10 тыс. градусов. Обратный процесс рекомбинации, когда свободный электрон захватывается протоном, сопровождается переизлучением освободившейся энергии в виде квантов света, что и позволяет видеть нам планетарные туманности во всей красе.

Если, например, в облаке газа, окружающем звезду, имеются атомы кислорода, то часть энергии движения частиц электронного газа расходуется на возбуждение атомов кислорода, т. е. на перевод электрона в атоме на более далёкую от ядра орбиту. При возвращении электрона на устойчивую орбиту атом кислорода должен испустить квант зелёного света. В очень разреженной межзвёздной среде электронам гораздо проще сделать этот обратный переход, и атом кислорода посылает в пространство квант зелёного света. Аналогичным образом возникает излучение и от других элементов, каждый из которых окрашивает переизлучаемые кванты света в свой цвет.

Планетарные туманности имеют обозначения, относящиеся к различным каталогам, например, М57, если она относится к каталогу Мессье или NGC40, если она из каталога NGC. Рассмотрим известную туманность «Кольцо» (М57) в созвездии Лиры (см. фото справа). М57 была обнаружена в январе 1779 года Antoine Darquier Pellepoix, и независимо Мессье в этом же месяце. Darquier описал туманность как очень тусклую, а размерами, как Юпитер и очень похожую на планету, поэтому Уильям Гершель и ввел термин - планетарная туманность. Но как ни странно, Гершель не включал M57 в список планетарных туманностей, т.к. первоначально думал, что она могла состоять из звезд. M57 расположена между звездами бета и гамма Лиры уже заметна в бинокль 10x50. Тем не менее, центральная звезда туманности является весьма трудным объектом для наблюдений. Ее можно обнаружить лишь в телескоп с диаметром объектива 250 мм и более.

Другая яркая планетарная туманность M27 находится в созвездии Лисички. По другому эту туманность называют «Гантель». M27 была первая планетарная туманность обнаруженная в 1764 году Мессье. Она расположена 3,3 градуса к северу от звезды Гамма Стрелы, и ее можно увидеть даже в небольшой искатель телескопа. Для бинокля 14x70 уже отчетливо различима форма гантели.

Известно приблизительно 1500 планетарных туманностей, но тысячи из них еще могут оставаться неоткрытыми и скрытыми от нашего взгляда. Планетарные туманности сформированы звездами, которые имели в начале их жизни больше 8 солнечных масс. Это - 95 процентов от всех звезд, и это единственный критерий, позволяющий думать, что наше собственное Солнце, в конечном счете, умрет обернутым в одну из таких оболочек. Но недавние исследования говорят о том, что умирающая звезда нуждается в компаньоне, который помогает создать видимую туманность. Если это так, то отдельные звезды типа нашего Солнца будут заканчивать свои жизни, медленно и постепенно погружаясь во мрак.

Все снимки приведенных в статье планетарных туманностей, сделаны любителем астрономии Виталием Невским. Здесь намеренно использованы в качестве иллюстраций любительские снимки, чтобы показать, каких результатов можно добиться при фотографировании туманностей любительскими средствами при серьезном подходе к астрофотографии небесных объектов.

Общая астрономия. Туманности | Туманность NGC 3603 | Туманность М1 | Фото туманностей

Главная страница раздела | Наблюдение туманностей | Таблица туманностей