Туманность Гомункул
| Эмиссионная туманность | |
|---|---|
| Отражательная туманность | |
 | |
| Данные наблюдений: J2000. эпоха | |
| Прямое восхождение | 10 час 45 м 03.6 с [ 1 ] |
| Склонение | −59° 41′ 04″ [ 1 ] |
| Расстояние | 7500 лий |
| Apparent magnitude (V) | 6,21 (-0,8–7,9) (включая центральную звезду) |
| Apparent dimensions (V) | 18 дюймов [ 2 ] |
| Созвездие | Карина |
| Физические характеристики | |
| Радиус | 0.29 [ 2 ] ли |
| Примечательные особенности | Биполярная туманность |
— Туманность Гомункул биполярная эмиссионно - отражательная туманность, окружающая массивную звездную систему Эта Киля , расположенная примерно в 7500 световых годах ( 2300 парсеков ) от Земли. Туманность встроена в гораздо более крупную туманность Киля , большую область звездообразования H II . От латинского слова «homunculus» , означающего «Маленький человек» , туманность состоит из газа, который был выброшен из Эта Киля во время Великого извержения, которое произошло примерно за 7500 лет до того, как его наблюдали на Земле, с 1838 по 1845 год. [ 3 ] Он также содержит пыль, которая поглощает большую часть света чрезвычайно яркой центральной звездной системы и повторно излучает его в инфракрасном (ИК) диапазоне. Это самый яркий объект на небе в среднем ИК-диапазоне. [ 4 ]
Внутри Гомункула находится меньший по размеру Маленький Гомункул , а внутри него — оболочка из материала, потрясенного звездными ветрами, который был назван Малышом Гомункулом . [ 2 ]
История наблюдений
[ редактировать ]В 1914 году сообщалось, что у Эта Киля есть слабый спутник, а также она не является звездой. [ 5 ] Наблюдения в 1944 и 1945 годах показали несколько вытянутую туманность шириной около 5 дюймов и длиной 10 дюймов . Было установлено, что он расширяется со скоростью, соответствующей взрыву в середине 19 века. В то время форма туманности представляла собой центральную выпуклость с одним большим выступом на северо-западе и двумя меньшими расширениями на юго-востоке, который был описан как Гомункул . [ 6 ] Другие наблюдения примерно в то же время описали ярко-оранжевую центральную область в более крупной, более тусклой зеленой туманности. Одна газета описала его как «красную лопатообразную бороду». [ 7 ]
Форма
[ редактировать ]
Гомункул состоит из двух долей, называемых северо-западной (СЗ) и юго-восточной (ЮВ), в зависимости от их ориентации, если смотреть с Земли. Каждый примерно 7 дюймов в ширину и 5 дюймов в длину. Существует также неровная экваториальная юбка из материала, которую можно слабо увидеть на глубоких изображениях на определенных длинах волн. Доли в основном полые, материал сильно сконцентрирован к полюсам. [ 2 ] [ 8 ]
Экваториальная юбка, по-видимому, содержит материал того же возраста, но моложе, чем доли. Он содержит гораздо меньшую массу материала, чем доли, и светится в основном отраженным светом, который легче всего рассеивается в экваториальных широтах. По сравнению с лепестками здесь меньше пыли и меньше молекулярного водорода. [ 9 ]
Биполярная туманность расположена под таким углом, что северо-западная доля находится дальше от Земли, чем юго-восточная. Вся туманность расширяется так, что юго-восточная доля смещена в синюю сторону, а северо-западная — в красную по отношению к центральному источнику. Доли содержат большую часть материала туманности Гомункул в относительно тонких оболочках, сосредоточенных к полюсам. Раковины состоят из двух компонентов: внутренней теплой области и более массивной внешней прохладной оболочки. Раковины гладкие и тонкие, что позволяет предположить, что они были выброшены всего за пять лет, но внутри раковин можно обнаружить полосы более густой пыли. [ 9 ]
Каждая доля имеет полярную «дырку», хотя неизвестно, является ли это настоящим разрывом в оболочке доли или просто глубоким углублением. Каждую полярную дыру окружает «траншея». Траншеи видны как приблизительные полукруги с центром на оси долей, но могут образовывать и полные круги. На долях есть и другие более мелкие неправильные углубления и выступы, которые симметричны, с одинаковыми особенностями на каждой доле. К ним относятся уплощенные выступы на широте около 10°, по одному на каждой лепестке (на изображенной модели они обозначены как «Выступы» ), а также другие выступы меньшего размера вблизи экваториальной юбки. [ 8 ]
Массу туманности невозможно определить напрямую. Однако количество пыли можно измерить довольно точно, а оценки соотношения газа и пыли использовать для расчета общей массы. Общая масса пыли рассчитана на уровне 0,4 M ☉ до 40 M ☉ , что позволяет предположить, что в самом Гомункулусе содержится газа. Примерно столько же материала обнаружено во внешних выбросах, образовавшихся раньше, но в течение последней тысячи лет. Более ранние расчеты дали консенсусные оценки в 10-15 млн ☉ [ 11 ]
Капли вейгельта
[ редактировать ]Ранняя спекл-интерферометрия показала, что центральная область Гомункула содержит четыре точечных источника, первоначально обозначенных как A1, A2, A3 и A4. [ 12 ] Четыре спекл-объекта позже были названы A, B, C и D. Исследования с более высоким разрешением показали, что только самый яркий источник A был действительно звездным, а остальные три представляли собой небольшие небулярные конденсации. Три сгустка Вейгельта видны в основном в свете, прямо отраженном от звезд Эта Киля. Считается, что сгустки лежат вблизи экваториальной плоскости звездной системы, но их происхождение неясно. Их скорость была измерена, но с учетом неопределенностей они могли быть выброшены во время вспышки 1890 года или события 1941 года. Ситуация еще больше осложняется вероятным ускорением их медленного движения из-за сильных звездных ветров. [ 13 ]
Спектр
[ редактировать ]
Спектр гомункула сложен и состоит из отраженных, тепловых и эмиссионных компонентов на длинах волн всего электромагнитного спектра. Доминирующей особенностью является излучение черного тела от пыли, нагретой звездами внутри. На это наложено некоторое количество света самих звезд, отраженное в основном от плотных деталей внутри туманности, демонстрирующее сильные визуальные и УФ-спектральные линии излучения. Существуют также линии излучения ионизированного газа там, где он сталкивается с более медленно движущимся материалом или возбуждается электромагнитным излучением звезд высокой энергии. Ионизационное излучение похоже на планетарную туманность , но с более низким уровнем ионизации из-за более низких температур центральных звезд. Самые сильные линии — [Fe ii ] и [Н ii ], подобные ветрам самих звезд, но с более узкими профилями. [ 9 ]
Ударные волны на внешнем крае выброса нагреваются до миллионов Кельвинов и испускают рентгеновское излучение. Доли Гомункула излучают обильные радиоволны, в том числе излучение в длиной 21 см линии водорода .
Отраженный спектр долей Гомункула меняется в зависимости от положения из-за того, что центральная звезда излучает разное излучение на разных широтах своей поверхности. Это единственная звезда, у которой можно наблюдать подобный эффект. [ 9 ]
Формирование
[ редактировать ]Гомункул был выброшен в результате огромной вспышки с Эта Киля. Свет от этого события достиг Земли в 1841 году, когда Эта Киля ненадолго стала второй по яркости звездой на небе после Сириуса ; выброшенный газ и пыль с тех пор затмили большую часть его света. В результате взрыва , близкого к сверхновой, образовались две полярные доли и большой, но тонкий экваториальный диск, движущиеся наружу со скоростью до 670 км/с (1 500 000 миль в час).
Туманность Гомункул — практически уникальная структура, которая, как полагают, возникла в чрезвычайно молодом возрасте. Это означает, что форма и структура почти полностью обусловлены первоначальным извержением, а не взаимодействием с окружающим межзвездным материалом. Предположения о том, что перетяжка между двумя долями образовалась в результате «защемления» плотного окружающего материала, были опровергнуты, и теперь считается, что биполярные оболочки вызваны концентрированными полярными истечениями материала, при этом экваториальная юбка образована прорывом более быстро выбрасываемого вещества. материал через самые тонкие части оболочек. [ 8 ] Выброс материала преимущественно вдоль оси вращения звезд или двойной орбиты может быть вызван вращением самой Эта Киля А, что приводит к более сильной потере массы к полюсам. [ 9 ]
Тонкость биполярных оболочек свидетельствует об их выбросе примерно за пять лет. [ 9 ] Предполагается, что неровности в очень гладкой структуре оболочек являются результатом взаимодействия ветров двух центральных звезд и их орбитального движения. [ 8 ]
Анализ расширения туманности дал время ее образования 1847,1 ± 0,8 года . Эта дата не согласуется с пиками блеска и оценками прохождения периастра вторичной звезды. [ 14 ]
Расстояние
[ редактировать ]
Предполагается, что Гомункул и Эта Киля находятся примерно на том же расстоянии, что и Трамплер 16 и туманность Киля, но расстояния до этих объектов неизвестны с какой-либо большой точностью. Вместо этого расстояние до самой туманности Гомункул можно рассчитать, используя измерения ее расширения. Скорость определенных мест внутри тонкой оболочки долей гомункула можно измерить с помощью доплеровского сдвига спектральных линий в этой точке, предполагая, что доли симметричны. В спектре видны два различных доплеровских сдвига: один для линий прямого излучения; и один для отраженных линий от Эта Киля A. Прямой доплеровский сдвиг линии дает скорость расширения проекта оболочки на луч зрения. Если предположить, что ее происхождение произошло в результате Великого извержения Эта Киля, а скорость расширения постоянна, это дает линейное расстояние оболочки от центральной звезды, проецируемое вдоль луча зрения. Разница между скоростью доплеровского сдвига отраженной линии и скоростью прямой линии дает расстояние оболочки от центральной звезды, снова предполагая, что расширение происходит с постоянной скоростью со времени Великого извержения.
Наблюдения спектра Гомункула на определенном угловом расстоянии от центральной звезды показали фактическое линейное расстояние этой точки от центральной звезды, которое определяет расстояние. Значения, полученные с помощью этого метода, составляют около 2,3 кпк с погрешностью около 100 пк . [ 14 ] [ 9 ] [ 15 ]
Эти же расчеты возвращают и наклон оси Гомункула относительно луча зрения. Это оказывается 41° или 49° относительно плоскости неба, что означает, что оно немного больше «торцом», чем «боком». [ 9 ] [ 15 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Хёг, Э.; Фабрициус, К.; Макаров В.В.; Урбан, С.; Корбин, Т.; Вайкофф, Г.; Бастиан, У.; Швекендик, П.; Виценец, А. (2000). «Каталог 2,5 миллионов ярчайших звезд Тихо-2». Астрономия и астрофизика . 355 : Л27. Бибкод : 2000A&A...355L..27H . дои : 10.1888/0333750888/2862 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Авраам, Сулема; Фальчета-Гонсалвес, Диего; Беаклини, Педро П.Б. (2014). «Детский гомункул Η Carinae, обнаруженный A / km / kmLMA» . Астрофизический журнал . 791 (2): 95. arXiv : 1406.6297 . Бибкод : 2014ApJ...791...95A . дои : 10.1088/0004-637X/791/2/95 . S2CID 62893264 .
- ^ Теодор, М.; Даминели, А.; Шарп, Р.Г.; Гро, Дж. Х.; Барбоза, CL (2008). «Интегральная полевая спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне туманности Гомункул вокруг η Киля с использованием Gemini/CIRPASS» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 387 (2): 564. arXiv : 0804.0240 . Бибкод : 2008MNRAS.387..564T . дои : 10.1111/j.1365–2966.2008.13264.x . S2CID 2460614 .
- ^ Смит, Натан (2012). «Все вещи-гомункулы». Эта Киля и самозванцы сверхновых . Библиотека астрофизики и космических наук. Том. 384. стр. 145–169. Бибкод : 2012ASSL..384..145S . дои : 10.1007/978-1-4614-2275-4_7 . ISBN 978-1-4614-2274-7 . S2CID 6275803 .
- ^ Иннес, RTA (1914). «Η Аргус, величина, в 1914 году, и открытие его близкого спутника» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 74 (8): 697. Бибкод : 1914MNRAS..74..697I . дои : 10.1093/mnras/74.8.697 .
- ^ Гавиола, Э. (1950). «Эта Киля. I. Туманность» . Астрофизический журнал . 111 : 408. Бибкод : 1950ApJ...111..408G . дои : 10.1086/145274 .
- ^ Теккерей, AD (1949). «Туманность, окружающая Эта Киля». Обсерватория . 69 : 31. Бибкод : 1949Обс....69...31Т .
- ^ Перейти обратно: а б с д Стеффен, В.; Теодоро, М.; Мадура, Техас; Гро, Дж. Х.; Галл, ТР; Менер, А.; Коркоран, МФ; Даминели, А.; Хамагучи, К. (2014). «Трехмерная структура Эта Киля Гомункула» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 442 (4): 3316. arXiv : 1407.4096 . Бибкод : 2014MNRAS.442.3316S . дои : 10.1093/mnras/stu1088 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Смит, Натан (2006). «Структура гомункула. I. Зависимость формы и широты от карт скорости H2 и [Feii] η Килей». Астрофизический журнал . 644 (2): 1151–1163. arXiv : astro-ph/0602464 . Бибкод : 2006ApJ...644.1151S . дои : 10.1086/503766 . S2CID 12453761 .
- ^ «Изображение Эта Киля в самом высоком разрешении — интерферометр VLT запечатлел бушующие ветры в знаменитой массивной звездной системе» . www.eso.org . Проверено 20 октября 2016 г.
- ^ Гомес, Х.Л.; Влахакис, К.; Растяжка, СМ; Данн, Л.; Илс, ЮАР; Билен, А.; Гомес, Эл.; Эдмундс, МГ (2010). «Субмиллиметровая изменчивость Эта Киля: холодная пыль внутри внешнего выброса» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма . 401 (1): L48–L52. arXiv : 0911.0176 . Бибкод : 2010MNRAS.401L..48G . дои : 10.1111/j.1745-3933.2009.00784.x . S2CID 119295262 .
- ^ Вайгельт, Г.; Эберсбергер, Дж. (1986). «Эта Киля, разрешенная методом спекл-интерферометрии». Астрономия и астрофизика . 163 : Л5. Бибкод : 1986A&A...163L...5W .
- ^ Дорланд, Брайан Н.; Карри, Дуглас Г.; Хаджян, Арсен Р. (2004). «Пузыри Вейгельта Киля возникли примерно в 1941 году?» . Астрономический журнал . 127 (2): 1052. Бибкод : 2004AJ....127.1052D . дои : 10.1086/380941 .
- ^ Перейти обратно: а б Смит, Натан (2017). «Умеренно точный динамический возраст гомункула Эта Киля, основанный на 13-летних изображениях HST» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 471 (4): 4465–4475. arXiv : 1709.06210 . Бибкод : 2017MNRAS.471.4465S . дои : 10.1093/mnras/stx1868 .
- ^ Перейти обратно: а б Дэвидсон, Крис; Смит, Натан; Галл, Теодор Р.; Исибаши, Кадзунори; Хиллиер, диджей (2001). «Форма и ориентация туманности Гомункул на основе спектроскопических скоростей» . Астрономический журнал . 121 (3): 1569. Бибкод : 2001AJ....121.1569D . дои : 10.1086/319419 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Туманность Гомункул» 3D- астрономическая картинка дня от 17 июля 2014 г.
- расширяющейся туманности Гомункула (анимированный GIF) Астрономическое изображение дня
- Маленький Гомункул и туманность Бабочка
| Звезды |
| ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||
| Звезда кластеры |
| ||||||||||
| Туманности |
| ||||||||||
| Галактики |
| ||||||||||
| |||||||||||
| |||||||||||
