A NASA a hivatalosan oldalán rendszeresen publikálja az Astronomy Picture of the Day, vagyis a Nap Csillagászati Fotója elnevezésű, nem hivatalos elismerést kiérdemlő képeket. Érdemes naponta ellátogatni ide, mert nem csak gyönyörű, de kifejezetten érdekes felvételek is bekerülnek a válogatásba. Ha statisztikát készítenénk a NASA PR munkatársainak kedvenceiből, egészen biztosan a csillagködök szerepelnének a lista első helyén. Biztosan mindenki látott már legalább néhány szemet gyönyörködtető felvételt ezekről a változatos alakú, színpompás objektumokról. De pontosan mik is ezek a kozmikus felhők és honnan nyerik tarka színeiket?
Pillangó-köd (NGC 6302), planetáris köd.
Régebben a csillagköd, avagy a nebula szóval illették a világűrben található, távcsővel felhőszerűnek látszó objektumokat, vagyis a Naprendszer-beli égitesteken és a csillagokon kívül gyakorlatilag mindent. Charles Messier (1730-1817) és Pierre Méchain (1744-1804), francia csillagászok munkájuk mellett kezdték el összegyűjteni mindezen égi ’’maszatokat’’, feljegyezve alakjukat és pozíciójukat. Ironikus módon mindezeket Messier’’elkerülendő objektumok’’-nak tartotta, amelyeket a csillagászok esetleg összekeverhetnek az általuk megfigyelni kívánt üstökösökkel. Listájukat William Herschel (1738-1822), egy német származású, ám Angliában letelepülő zeneszerző, későbbi udvari csillagász (nem piskóta egy életpálya) bővítette, hármójuk megfigyeléseiből állt össze az amatőrcsillagászok kedvenc gyűjteménye, a Messier-katalógus. Ez összesen 110 viszonylag könnyen megfigyelhető, látványos mélyég-objektumot tartalmaz, mindegyiket egy M-betűvel és a hozzátartozó sorszámmal jelölve.
A megfigyelési technikák és az elméleti asztrofizika fejlődésével aztán egyre több csillagködről derült ki azok valódi természete. Az Androméda-ködről például 1924-ben bizonyította be Edwin Hubble, hogy valójában nem is a Tejútrendszer része, hanem egy másik galaxisról van szó. Egészen addig ugyanis egy klasszikus probléma akadályozta a csillagászokat: a távolság ismerete nélkül hogyan tudjuk megkülönböztetni a közeli egeret a távoli elefánttól? A csillaghalmazok szintén szép számban képviseltetik magukat a Messier-katalógusban. Hiába tartalmaznak típustól függően 100 – 1000000 db csillagot, a 18. századi távcsövek közel sem voltak olyan jó felbontásúak, hogy a csillagászok részleteket tudjanak megkülönböztetni a távoli halmazokban.
Együtt az összes Messier-objektum. Jól látható, hogy többségben vannak a galaxisok és a csillaghalmazok – egy mai távcsővel már jól megkülönböztethetőek a nebuláktól.
Felhő a csillag életének végéről
A fentiekkel ellentétben mind a mai napig a nebulák közé sorolják a planetáris ködöket. Valójában semmi közük a bolygókhoz; közel Nap-tömegű csillagok hozzák őket létre életük végéhez közeledve. Az akkora már vörös óriáscsillag pulzációja során leveti a kevésbé kötött külső rétegeit, amely akadály nélküli tágulásba kezd, néhány km/s-os sebességgel. A planetáris köd tehát nem más, mint egy gömb- (vagy legalábbis tengely-) szimmetrikus gázfelhő. Fényét szülő csillagának köszönheti, amelynek nagy energiájú UV fotonjai ionizálják a gázbuborék részecskéit, vagyis egy vagy több elektron elhagyja az atomot. Amikor a részecskék rekombinálódnak, vagyis visszanyerik elektronjaikat, a látható tartományba eső fotonokat keltenek. A planetáris köd színei annak összetételétől függenek, így például a zöld szín a kétszeresen ionizált oxigén, míg a pirosas árnyalat az elektron nélküli hidrogén jelenlétének köszönhető.
Gyűrűs-köd (M57), planetáris köd a Lant csillagképben. A közepén található fehér törpecsillagot Gothard Jenő azonosította 1886-ban.
Akárcsak a planetáris nebulák, úgy a szupernóva maradványok is csillagok halálához kötődnek, még ha egészen más fizikai folyamatok is hozzák létre ezeket. A nagy tömegű csillagok ugyanis nem békésen, szépen lassan hunynak ki, hanem a magjukban zajló fúzió végeztével egy óriási energiájú szupernóva-robbanás veti le a csillag gázanyagának jelentős részét (létezik másféle szupernóva is, de ez egy másik poszt témája lesz). Az eredmény a planetáris ködökhöz hasonlóan szimmetrikus, ám azoknál jóval nagyobb buborékok, lévén némelyik megfigyelt maradvány már évezredek óta tágul több ezer km/s-os sebességgel. Ekkora tempóval nem csoda, hogy a szupernóva maradványok rövid időn belül jelentős mennyiségű gázba ütköznek, általában épp a felrobbant csillag korábban lefújt anyagát érik utol. Az ilyenkor kialakuló lökéshullám felforrósítja az a gázt, amely először erős röntgen-sugárzást kelt, majd a lassan lehűlő gázban rekombinálódnak a (típustól függően) hidrogén- vagy oxigén-atomok, amelyek már látható fényt bocsájtanak ki.
Rák-köd (M1), II-es típusú szupernóva maradvány. A nebula az 1054-ben feljegyzett szupernóva következményeként alakult. Közepén a robbanásból visszamaradt gyorsan forgó neutroncsillagot – pulzárt – azonosítottak.
Felhő a csillag életének elejéről
Ahogy a nevük is mutatja, a diffúz csillagködök alakja teljesen szabálytalan (habár az emberi fantáziát ez nem korlátozza, hogy a legkülönbözőbb formákat képzelje beléjük). Általában valamilyen külső hatás (pl. szupernóva-robbanás, galaxis-ütközés) hozza össze galaxis kósza gáz- és poranyagát, amelyek sűrűsödéseiben gyakran indul be a csillagkeletkezés. Tipikus méretük néhány fényév, tömegük pedig akár a több ezer Nap tömeget is elérheti. A diffúz nebuláknak két csoportját szokás megkülönböztetni, a megvilágítás módjától függően. Az emissziós ködökben fiatal csillagok fénye ionizálja és gerjeszti a főleg hidrogénből álló felhőket, amelyek a Hα színképvonal hullámhosszának megfelelő vöröses színben pompáznak. A reflexiós ködöket javarészt por alkotja, amely a közeli csillagok fényének nagyobb részét nem elnyeli, hanem visszaveri, szétszórja. Ez utóbbi pedig úgy működik, hogy a kék fény jobban szóródik a vörösnél, így az egész felhő kékes színben játszik. Pontosan úgy, mint a Földön a derült égbolt.
Szív-köd (IC 1805), emissziós köd a Cassiopeia csillagképben.
Pleiádok (M45), másik nevén Fiastyúk, reflexiós köd a Bika csillagképben. A kék óriáscsillagok csak átutazóban vannak a porfelhőben, az ő fényük szóródik az apró szemcséken.
Végül, a látványosságokon túl szólnunk kell a csillagködök sötét oldaláról is; nebulákról, amelyek esetében a por és molekulafelhők annyira sűrűek, hogy a háttérből érkező fény át sem tud hatolni rajtuk. Ezeket sötét felhőknek nevezzük, ám ők sem maradnak örökké fény nélkül. Belsejükben ugyanis aktív csillagkeletkezés zajlik, a frissen született nagy tömegű csillagok erős részecske-szele pedig szétfújja a felhőjét a későbbiekben.
Lófej-köd (Barnard 33), sötét köd az Orioncsillagképben. A sűrű porfelhő kitakarja a mögötte lévő emissziós nebula (Orion-köd) vöröses fényét.
A Rák-köd kicsit más megvilágításban.