A Nebulosa Cabeça de Cavalo (seu nome oficial é Barnard 33) é um dos objetos mais famosos do céu. Em fotos tiradas mesmo com o uso de telescópios amadores, parece muito impressionante. O que é esse objeto e ele sempre se parece nas fotografias usuais na faixa óptica?
Onde mora o cavalo espacial
A Nebulosa Cabeça de Cavalo está localizada na constelação de Órion - a região do céu mais rica em objetos interessantes - logo abaixo da estrela brilhante Alnitak (a estrela esquerda do Cinturão de Órion). A distância até ele é de aproximadamente 1600 anos-luz (cerca de 490 parsecs). Não é tão longe; pelos padrões galácticos, ela é nossa vizinha.
No entanto, não é fácil observá-lo com telescópios amadores, embora seja possível fotografá-lo, principalmente se você colocar um filtro especial na lente que transmite apenas uma das bandas espectrais de luz emitidas pelo hidrogênio ionizado. O fato é que Barnard 33 é visível para nós contra o fundo de outra nebulosa - uma nebulosa de emissão que irradia intensamente precisamente nesta faixaespectro. Com este filtro aplicado, a foto da Cabeça de Cavalo fica assim (veja abaixo).
Saindo da nuvem
Se você olhar atentamente para a fotografia da nebulosa, poderá ver que ela parece estar emergindo de uma gigantesca nuvem escura iluminada por estrelas. Essa visão majestosa pode chocar e fascinar uma pessoa, especialmente se você lembrar que o "pescoço" e a "cabeça" do cavalo espacial ocupam uma região do espaço com um diâmetro de cerca de 3,5 anos-luz.
A enorme formação da qual eles são uma pequena parte, por sua vez, é apenas um elemento de uma estrutura ainda maior com centenas de anos-luz de comprimento. Essa estrutura inclui grandes nuvens interestelares de poeira e gás, nebulosas difusas brilhantes, glóbulos escuros - nuvens isoladas de gás e poeira, estrelas jovens e em formação. Todo esse complexo é chamado de "Nuvem Molecular de Órion".
Natureza da Nebulosa Cabeça de Cavalo
O termo "escuro" significa que absorve a luz, mas não a emite ou espalha, e é visível na faixa óptica apenas porque sua silhueta protege a luz da nebulosa de emissão IC 434 atrás dela.
Tais objetos são relativamente densos (pelos padrões interestelares), nuvens muito longas de gás e poeira. Eles são caracterizados por bordas muito irregulares e indistintas e muitas vezes têm formas irregulares complexas.
Essas nuvensfrio, sua temperatura não excede várias dezenas, às vezes até unidades, kelvin. O gás existe na forma molecular, e a poeira interestelar também está presente - partículas sólidas de até 0,2 mícrons de tamanho. A massa de poeira é cerca de 1% da massa de gás. A concentração de uma substância em tal nuvem molecular pode ser de 10-4 a 10-6 partículas por centímetro cúbico.
As maiores das nuvens podem ser vistas a olho nu, como o Saco de Carvão na constelação do Cruzeiro do Sul ou o Grande Poço na constelação do Cisne.
Retrato infravermelho
O desenvolvimento da astronomia de todas as ondas tornou possível ver o mundo na mais ampla gama de suas manifestações. Afinal, objetos físicos são capazes de irradiar não apenas na faixa óptica. Além disso, essa faixa de frequência - a única disponível para nossa percepção direta - é muito estreita e responde por apenas uma pequena fração de toda a radiação do espaço.
Raios infravermelhos podem dizer muito sobre vários objetos espaciais. Assim, no estudo de nuvens moleculares, elas são agora uma ferramenta indispensável. Absorvendo a luz das frequências ópticas, a nuvem inevitavelmente a reemitirá na região do infravermelho do espectro, e essa radiação carregará informações sobre a estrutura da nebulosa e sobre os processos que ocorrem nela. A poeira não é barreira para esses raios.
Em 2013, com a ajuda do telescópio espacial. O Hubble capturou uma das imagens mais notáveis da Nebulosa Cabeça de Cavalo. Foto tirada em comprimentos de onda de 1,1 µm (sobreposição azul) e 1,6 µm(Cor laranja); norte à esquerda. Mas ela não parece mais um cavalo.
O que tem dentro?
As imagens infravermelhas parecem remover a cortina de poeira da nebulosa, tornando visível a estrutura da nuvem de Barnard 33. O dinamismo de suas regiões externas é perfeitamente visível: há uma saída de gás sob a influência de radiação dura de jovens estrelas quentes. Uma dessas luminárias está localizada no topo da nuvem.
O colapso da nuvem também é devido à radiação ionizante da nebulosa de emissão IC 434. Olhando agora para a imagem óptica, o brilho ao redor da borda de Barnard 33 é impressionante - a frente de ionização, onde os fótons energéticos se encontram com as camadas externas da nuvem. Todas essas radiações, ionizando o gás, literalmente o “explodem”. Acelerando em um campo magnético forte, ele deixa a nuvem. Assim, a Cabeça de Cavalo está derretendo gradualmente e em alguns milhões de anos desaparecerá completamente.
A imagem infravermelha de comprimento de onda longo mostra uma estrutura diferente dentro da nebulosa: um arco de gás é claramente visível onde vemos a silhueta familiar de um cavalo na ótica.
Química da nuvem de gás e poeira
Como as nebulosas escuras são extremamente frias, sua própria radiação incide na parte de longo comprimento de onda do espectro. Portanto, a composição química de tais nuvens é estudada analisando os picos dos espectros de micro-ondas e rádio - as chamadas assinaturas, as assinaturas espectrais de certas moléculas. A radiação infravermelha da poeira também está sendo investigada.
O principal componente de qualquer nebulosa é, obviamente, o hidrogênio - cerca de 70% dele. Hélio - aproximadamente 28%; o resto é explicado por outras substâncias. Deve-se notar que suas concentrações em diferentes nebulosas podem diferir. Assinaturas de água, monóxido de carbono, amônia, cianeto de hidrogênio, carbono neutro e outras substâncias comuns às nuvens interestelares foram encontradas nos espectros Horsehead. Existem também compostos orgânicos: etanol, formaldeído, ácido fórmico. No entanto, também havia uma linha não identificada.
Em 2012, foi relatado que a molécula responsável por essa misteriosa assinatura finalmente foi encontrada. Acabou sendo um composto de hidrocarboneto simples C3H+. Curiosamente, em condições terrestres tal íon molecular não seria estável, mas na nebulosa interestelar, onde a matéria é extremamente rarefeita, nada impede que ele exista.
Star Nursery
Nuvens moleculares frias e densas são a fonte da formação estelar, o berço das futuras estrelas e sistemas planetários. Na teoria da formação estelar, alguns detalhes desse processo ainda não estão claros. Mas o próprio fato da existência de objetos protoestelares em diferentes estágios de desenvolvimento em nebulosas escuras, bem como estrelas muito jovens, foi comprovado usando uma grande quantidade de dados observacionais.
A Cabeça de Cavalo na constelação de Órion não é exceção. Em geral, toda a gigante molecular Nuvem de Órion é caracterizada por um ativoformação estelar. E nas regiões densas de Barnard 33, os processos de nascimento de estrelas estão acontecendo. Por exemplo, um objeto brilhante quase em sua “coroa” é um jovem luminar que ainda não deixou seu “berçário” de poeira e gás. Existem objetos semelhantes na área onde a nebulosa se une à grande nuvem. Assim, o 'berçário estelar' na Cabeça de Cavalo está funcionando e eventualmente levará à destruição desta espetacular estrutura cósmica.
