Nebula

bilgipedi.com.tr sitesinden
Kartal Nebulası'ndaki "Yaratılış Sütunları". Spitzer Uzay Teleskobu'ndan elde edilen kanıtlar, sütunların bir süpernova patlamasıyla çoktan yok edilmiş olabileceğini, ancak bize bu yok oluşu gösteren ışığın bir bin yıl daha Dünya'ya ulaşamayacağını göstermektedir.

Bir nebula (Latince'de 'bulut' veya 'sis'; çoğ. nebulae, nebulæ veya nebulas) iyonize, nötr veya moleküler hidrojen ve ayrıca kozmik tozdan oluşabilen yıldızlararası ortamın belirgin bir ışıldayan kısmıdır. Nebulalar genellikle Kartal Nebulası'ndaki "Yaratılış Sütunları "nda olduğu gibi yıldız oluşum bölgeleridir. Bu bölgelerde gaz, toz ve diğer maddelerden oluşan oluşumlar daha yoğun bölgeler oluşturmak üzere bir araya gelir, bu bölgeler daha fazla madde çeker ve sonunda yıldızları oluşturacak kadar yoğun hale gelir. Kalan maddenin de gezegenleri ve diğer gezegen sistemi nesnelerini oluşturacağı düşünülmektedir.

Nebulaların çoğu çok büyüktür; bazılarının çapı yüzlerce ışık yılıdır. Dünya'dan insan gözüyle görülebilen bir bulutsu, yakından bakıldığında daha büyük görünür ama daha parlak değildir. Gökyüzündeki en parlak nebula olan ve dolunayın açısal çapının iki katı kadar bir alanı kaplayan Orion Nebulası çıplak gözle görülebilmesine rağmen ilk astronomlar tarafından gözden kaçırılmıştır. Kendilerini çevreleyen uzaydan daha yoğun olmalarına rağmen, çoğu bulutsu Dünya'da yaratılan herhangi bir boşluktan çok daha az yoğundur - Dünya büyüklüğündeki bir bulutsu bulutunun toplam kütlesi sadece birkaç kilogramdır. Birçok bulutsu, gömülü sıcak yıldızların neden olduğu floresan nedeniyle görülebilirken, diğerleri o kadar dağınıktır ki yalnızca uzun pozlamalar ve özel filtrelerle tespit edilebilirler. Bazı bulutsular T Tauri değişken yıldızları tarafından değişken olarak aydınlatılır.

Başlangıçta "nebula" terimi, Samanyolu'nun ötesindeki galaksiler de dahil olmak üzere dağınık herhangi bir astronomik nesneyi tanımlamak için kullanılmıştır. Örneğin Andromeda Galaksisi, 20. yüzyılın başlarında Vesto Slipher, Edwin Hubble ve diğerleri tarafından galaksilerin gerçek doğası doğrulanmadan önce bir zamanlar Andromeda Nebulası (ve genel olarak spiral galaksiler "spiral nebulalar") olarak anılıyordu. Edwin Hubble çoğu bulutsunun yıldızlarla ilişkili olduğunu ve yıldız ışığıyla aydınlandığını keşfetti. Ayrıca bulutsuların ürettikleri ışık tayflarının türüne göre kategorize edilmesine yardımcı oldu.

Bir nebula
Orion Bulutsusu'nun Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilmiş fotoğrafı
Kedi Gözü bulutsusu
Rozet Bulutsusu'nun yakın çekim görüntüsü. Kırmızı rengi veren hidrojendir.
Deniz Kulağı Bulutsusu
Eta Carinae üstündevi ve onun etrafını saran Homunculus Bulutsusu

Nebula ya da bulutsu uzayda bulunan ve geniş alanlara yayılmış olan kozmik toz, hidrojen, helyum ve diğer iyonize gazlardan oluşan bulutsu yapı. Eskiden galaksileri de kapsayacak şekilde yaygın gök cisimlerine verilen isim iken, astronominin ilerlemesi ile galaksi ile nebula farklı anlamlarda kullanılmaya başlamıştır. Yıldızlar arasında bulunan boşluklarda yer alan ve yıldızların yaydığı ışık enerjisi ile görünür hâle gelen yoğun gaz ve toz bulutları, galaksilerin temel bileşenlerindendir.

Gözlemsel tarihçe

Karina Bulutsusu'nun bir kısmı

MS 150 civarında Batlamyus, Almagest'inin VII-VIII. kitaplarında bulutsu görünen beş yıldız kaydetmiştir. Ayrıca Büyük Ayı ve Aslan takımyıldızları arasında herhangi bir yıldızla ilişkili olmayan bir bulutsu bölgesini de not etmiştir. Bir yıldız kümesinden farklı olarak ilk gerçek nebuladan Pers astronom Abd al-Rahman al-Sufi tarafından Sabit Yıldızlar Kitabı'nda (964) bahsedilmiştir. Andromeda Galaksisi'nin bulunduğu yerde "küçük bir bulut" olduğunu kaydetmiştir. Ayrıca Omicron Velorum yıldız kümesini "bulutsu yıldız" olarak ve Brocchi'nin Kümesi gibi diğer bulutsu nesneleri de kataloglamıştır. Yengeç Bulutsusu'nu yaratan süpernova, SN 1054, 1054 yılında Arap ve Çinli astronomlar tarafından gözlemlenmiştir.

1610 yılında Nicolas-Claude Fabri de Peiresc bir teleskop kullanarak Orion Bulutsusu'nu keşfetmiştir. Bu bulutsu 1618 yılında Johann Baptist Cysat tarafından da gözlemlenmiştir. Ancak, Orion Bulutsusu'nun ilk detaylı çalışması, bu bulutsuyu ilk keşfeden kişi olduğuna inanan Christiaan Huygens tarafından 1659 yılına kadar yapılmamıştır.

1715 yılında Edmond Halley altı bulutsudan oluşan bir liste yayınladı. Bu sayı yüzyıl boyunca giderek artmış ve Jean-Philippe de Cheseaux 1746'da (daha önce bilinmeyen sekiz tanesi de dahil olmak üzere) 20 nebulanın listesini hazırlamıştır. Nicolas-Louis de Lacaille 1751'den 1753'e kadar Ümit Burnu'ndan çoğu daha önce bilinmeyen 42 bulutsuyu kataloglamıştır. Charles Messier daha sonra 1781'e kadar 103 "bulutsu" (şimdi Messier nesneleri olarak adlandırılan ve şimdi galaksi olduğu bilinen nesneleri içeren) kataloğunu derledi; onun ilgi alanı kuyruklu yıldızları tespit etmekti ve bunlar kuyruklu yıldızlarla karıştırılabilecek nesnelerdi.

Nebulaların sayısı daha sonra William Herschel ve kız kardeşi Caroline Herschel'in çabalarıyla büyük ölçüde artırıldı. Hazırladıkları Bin Yeni Bulutsu ve Yıldız Kümesi Kataloğu 1786 yılında yayımlandı. Bin kişilik ikinci bir katalog 1789'da, 510 kişilik üçüncü ve son katalog ise 1802'de yayımlandı. Çalışmalarının çoğunda William Herschel bu bulutsuların yalnızca çözülmemiş yıldız kümeleri olduğuna inanıyordu. Ancak 1790 yılında bulutsulukla çevrili bir yıldız keşfetmiş ve bunun daha uzak bir kümeden ziyade gerçek bir bulutsu olduğu sonucuna varmıştır.

1864'ten itibaren William Huggins yaklaşık 70 bulutsunun tayfını incelemiştir. Bunların kabaca üçte birinin bir gazın emisyon spektrumuna sahip olduğunu buldu. Geri kalanı sürekli bir spektrum gösteriyordu ve bu nedenle bir yıldız kütlesinden oluştuğu düşünülüyordu. Vesto Slipher 1912 yılında Merope yıldızını çevreleyen bulutsunun spektrumunun Ülker açık kümesinin spektrumuyla eşleştiğini gösterdiğinde üçüncü bir kategori eklendi. Böylece bulutsu, yansıyan yıldız ışığıyla ışıma yapmaktadır.

1923 yılı civarında, Büyük Tartışma'nın ardından, birçok "nebulanın" aslında bizimkinden çok uzak galaksiler olduğu anlaşılmıştı.

Slipher ve Edwin Hubble birçok farklı nebuladan spektrum toplamaya devam ederek emisyon spektrumu gösteren 29 ve yıldız ışığının sürekli spektrumuna sahip 33 nebula buldular. 1922'de Hubble, neredeyse tüm bulutsuların yıldızlarla ilişkili olduğunu ve aydınlatmalarının yıldız ışığından geldiğini açıkladı. Ayrıca emisyon spektrumlu bulutsuların neredeyse her zaman B veya daha sıcak spektral sınıflandırmaya sahip yıldızlarla (tüm O-tipi ana dizi yıldızları dahil) ilişkili olduğunu, sürekli spektrumlu bulutsuların ise daha soğuk yıldızlarla birlikte göründüğünü keşfetti. Hem Hubble hem de Henry Norris Russell, daha sıcak yıldızları çevreleyen bulutsuların bir şekilde dönüşüme uğradığı sonucuna varmışlardır.

Oluşum

NGC 604, Triangulum Gökadası'nda bir bulutsu

Farklı nebula türleri için çeşitli oluşum mekanizmaları vardır. Bazı nebulalar halihazırda yıldızlararası ortamda bulunan gazdan oluşurken, diğerleri yıldızlar tarafından üretilir. İlk duruma örnek olarak, yıldızlararası gazın en soğuk, en yoğun fazı olan ve daha dağınık gazın soğuması ve yoğunlaşmasıyla oluşabilen dev moleküler bulutlar verilebilir. İkinci duruma örnek olarak, yıldız evriminin son aşamalarında bir yıldız tarafından dökülen malzemeden oluşan gezegenimsi bulutsular verilebilir.

Yıldız oluşturan bölgeler, dev moleküler bulutlarla ilişkili bir emisyon bulutsusu sınıfıdır. Bunlar, bir moleküler bulutun kendi ağırlığı altında çökerek yıldız üretmesiyle oluşur. Merkezde büyük yıldızlar oluşabilir ve bunların morötesi radyasyonu çevredeki gazı iyonize ederek optik dalga boylarında görünür hale getirir. Büyük yıldızları çevreleyen iyonize hidrojen bölgesi H II bölgesi olarak bilinirken, H II bölgesini çevreleyen nötr hidrojen kabukları fotodisosiyasyon bölgesi olarak bilinir. Yıldız oluşum bölgelerine örnek olarak Orion Nebulası, Rozet Nebulası ve Omega Nebulası verilebilir. Büyük kütleli yıldızların süpernova patlamaları, yıldız rüzgarları veya büyük kütleli yıldızlardan gelen morötesi radyasyon veya düşük kütleli yıldızlardan gelen çıkışlar şeklinde yıldız oluşumundan gelen geri besleme, bulutu bozarak birkaç milyon yıl sonra bulutsuyu yok edebilir.

Diğer nebulalar süpernova patlamalarının sonucu olarak oluşur; büyük, kısa ömürlü yıldızların ölüm sancıları. Süpernova patlamasından fırlayan maddeler daha sonra enerji ve çekirdeğinin ürettiği kompakt nesne tarafından iyonize edilir. Bunun en iyi örneklerinden biri Boğa burcundaki Yengeç Bulutsusu'dur. Süpernova olayı 1054 yılında kaydedilmiş ve SN 1054 olarak etiketlenmiştir. Patlamadan sonra oluşan kompakt nesne Yengeç Bulutsusu'nun merkezinde yer alır ve çekirdeği artık bir nötron yıldızıdır.

Diğer nebulalar gezegenimsi nebulalar olarak oluşur. Bu, Dünya'nın Güneş'i gibi düşük kütleli bir yıldızın yaşamının son aşamasıdır. Kütlesi 8-10 güneş kütlesine kadar olan yıldızlar kırmızı devlere dönüşür ve atmosferlerindeki titreşimler sırasında dış katmanlarını yavaşça kaybederler. Bir yıldız yeterince madde kaybettiğinde, sıcaklığı artar ve yaydığı morötesi radyasyon etrafındaki bulutsuyu iyonize edebilir. Güneşimiz bir gezegenimsi bulutsu oluşturacak ve çekirdeği bir beyaz cüce şeklinde geride kalacaktır.

Türleri

Klasik tipler

Nebula olarak adlandırılan nesneler 4 ana gruba aittir. Doğaları anlaşılmadan önce, galaksiler ("spiral nebulalar") ve yıldız olarak çözümlenemeyecek kadar uzak yıldız kümeleri de nebula olarak sınıflandırılıyordu, ancak artık değiller.

  • H II bölgeleri, iyonize hidrojen içeren büyük dağınık nebulalar
  • Gezegenimsi Bulutsular
  • Süpernova kalıntısı (örn. Yengeç Bulutsusu)
  • Karanlık nebula

Bulut benzeri yapıların hepsi bulutsu olarak adlandırılmaz; Herbig-Haro nesneleri buna bir örnektir.

Dağınık bulutsular

Karina Nebulası dağınık nebulaya bir örnektir

Bulutsuların çoğu dağınık bulutsular olarak tanımlanabilir; bu da genişledikleri ve iyi tanımlanmış sınırlar içermedikleri anlamına gelir. Yaygın nebulalar emisyon nebulaları, yansıma nebulaları ve karanlık nebulalar olarak ayrılabilir.

Görünür ışık bulutsuları, uyarılmış veya iyonize gazdan (çoğunlukla iyonize hidrojen) spektral çizgi radyasyonu yayan emisyon bulutsuları (genellikle H II bölgeleri olarak adlandırılırlar, H II iyonize hidrojene atıfta bulunur) ve esas olarak yansıttıkları ışık nedeniyle görünür olan yansıma bulutsuları olarak ikiye ayrılabilir.

Yansıma bulutsularının kendileri önemli miktarda görünür ışık yaymazlar, ancak yıldızlara yakındırlar ve onlardan gelen ışığı yansıtırlar. Yıldızlar tarafından aydınlatılmayan benzer nebulalar görünür radyasyon sergilemezler, ancak arkalarındaki parlak nesnelerden gelen ışığı engelleyen opak bulutlar olarak algılanabilirler; bunlara karanlık nebulalar denir.

Bu nebulalar optik dalga boylarında farklı görünürlüklere sahip olsalar da, hepsi kızılötesi emisyonun parlak kaynaklarıdır ve esas olarak nebulaların içindeki tozdan kaynaklanırlar.

Gezegenimsi Bulutsular

İstiridye Bulutsusu, Camelopardalis takımyıldızında bulunan bir gezegenimsi bulutsudur

Gezegenimsi bulutsular orta kütleli yıldızların (büyüklükleri 0,5-~8 güneş kütlesi arasında değişir) yıldız evriminin son aşamalarının kalıntılarıdır. Evrimleşmiş asimptotik dev dal yıldızları güçlü yıldız rüzgarları nedeniyle dış katmanlarını dışarı doğru atar, böylece gaz kabukları oluştururken yıldızın çekirdeğini beyaz cüce şeklinde geride bırakır. Sıcak beyaz cüceden gelen radyasyon, dışarı atılan gazları uyararak yıldız oluşum bölgelerinde bulunan emisyon bulutsularına benzer spektrumlara sahip emisyon bulutsuları üretir. Bunlar H II bölgeleridir, çünkü çoğunlukla hidrojen iyonize olmuştur, ancak gezegensel nebulalar yıldız oluşum bölgelerinde bulunan nebulalardan daha yoğun ve daha kompakttır.

Gezegenimsi bulutsulara bu isim, başlangıçta onları gezegenlerden ayırt edemeyen ve daha çok ilgilerini çeken gezegenlerle karıştırma eğiliminde olan ilk astronomi gözlemcileri tarafından verilmiştir. Güneşimizin oluşumundan yaklaşık 12 milyar yıl sonra bir gezegenimsi bulutsu oluşturması beklenmektedir.

Protoplanetary nebula

Westbrook Bulutsusu, Auriga takımyıldızında bulunan bir protoplanetary bulutsu örneğidir

Bir protoplanetary nebula (PPN), bir yıldızın hızlı yıldız evrimi sırasında geç asimptotik dev dal (LAGB) evresi ile bunu izleyen gezegensel nebula (PN) evresi arasındaki kısa ömürlü bölümde yer alan astronomik bir nesnedir. AGB evresi sırasında yıldız kütle kaybına uğrar ve hidrojen gazından oluşan bir yıldız çevresi kabuğu yayar. Bu evre sona erdiğinde yıldız PPN evresine girer.

PPN, merkezi yıldız tarafından enerjilendirilerek güçlü kızılötesi radyasyon yaymasına ve bir yansıma bulutsusu haline gelmesine neden olur. Merkezi yıldızdan gelen yıldız rüzgarları, hızlı hareket eden bir moleküler rüzgar üretirken kabuğu eksenel simetrik bir forma sokar ve şok eder. Bir PPN'nin gezegenimsi bulutsuya (PN) dönüştüğü kesin nokta merkezi yıldızın sıcaklığı ile tanımlanır. PPN aşaması, merkezi yıldız 30.000 K sıcaklığa ulaşana kadar devam eder ve bu sıcaklıktan sonra çevresindeki gazı iyonize edecek kadar sıcak olur.

Süpernova kalıntıları

Yengeç Bulutsusu, bir süpernova kalıntısı örneği

Bir süpernova, yüksek kütleli bir yıldız ömrünün sonuna ulaştığında meydana gelir. Yıldızın çekirdeğindeki nükleer füzyon durduğunda yıldız çöker. İçeri doğru düşen gaz ya geri teper ya da o kadar güçlü bir şekilde ısınır ki çekirdekten dışarı doğru genişler ve böylece yıldızın patlamasına neden olur. Genişleyen gaz kabuğu bir süpernova kalıntısı, özel bir dağınık nebula oluşturur. Süpernova kalıntılarından gelen optik ve X-ışını emisyonunun çoğu iyonize gazdan kaynaklansa da, radyo emisyonunun büyük bir kısmı sinkrotron emisyonu adı verilen bir tür termal olmayan emisyondur. Bu emisyon manyetik alanlar içinde salınan yüksek hızlı elektronlardan kaynaklanır.

Örnekler

Orion Kolu'na yakın çekim, büyük yıldız birlikleri (sarı), nebulalar (kırmızı) ve Yerel Kabarcık etrafındaki karanlık nebulalar (gri).
  • Karınca Nebulası
  • Barnard's Loop
  • Bumerang Nebulası
  • Kedi Gözü Nebulası
  • Yengeç Nebulası
  • Kartal Nebulası
  • Eskimo Nebulası
  • Karina Nebulası
  • Tilki Kürkü Nebulası
  • Helix Nebulası
  • Atbaşı Nebulası
  • Oymalı Kum Saati Nebulası
  • Lagün Nebulası
  • Orion Nebulası
  • Pelikan Nebulası
  • Kızıl Kare Nebulası
  • Halka Nebulası
  • Rozet Nebulası
  • Tarantula Nebulası

Süpernova sonucu oluşan bulutsu

Bazen yıldızlar süpernova geçirerek patlarlar. Bunun sonucunda çevrelerine yavaş yavaş gaz salmak yerine bir anda salmış olurlar. Bu arada bu gazlar çeşitlidir ve reaksiyona girerek çeşitliliği arttırırlar. Bu da çok renkli bir görüntü oluşturur. Bu bulutsular süpernova sonucu oluşmuş bulutsular diye adlandırılır.

Süpernova sonucu oluşmuşlarda gazlar çeşitli etkiler sayesinde dağılır ve garip şekiller oluşur. Fakat gezegenimsi bulutsularda gazlar dağılmadığı için simetriktir. Bir nebulanın gezegenimsi mi yoksa süpernova sonucu mu oluştuğu buna bakarak anlaşılabilir.

  • Sakız kataloğu
  • RCW Kataloğu
  • Sharpless kataloğu
  • Messier Kataloğu
  • Caldwell Kataloğu
  • Abell Gezegenimsi Bulutsular Kataloğu