Een nevel is werkelijk wonderbaarlijk om te zien. Vernoemd naar het Latijnse woord voor "wolk", zijn nevels niet alleen enorme wolken stof, waterstof en heliumgas en plasma; het zijn ook vaak "stellaire kraamkamers" - d.w.z. de plaats waar sterren worden geboren. En eeuwenlang werden verre sterrenstelsels vaak aangezien voor deze enorme wolken.
Helaas, zulke beschrijvingen krassen nauwelijks op het oppervlak van wat nevels zijn en wat hun betekenis is. Tussen hun vormingsproces, hun rol in stellaire en planetaire vorming, en hun diversiteit, hebben nevels de mensheid voorzien van eindeloze intriges en ontdekkingen.
Al geruime tijd weten wetenschappers en astronomen dat de ruimte niet echt een totaal vacuüm is. In feite bestaat het uit gas- en stofdeeltjes die gezamenlijk bekend staan als het interstellaire medium (ISM). Ongeveer 99% van de ISM bestaat uit gas, terwijl ongeveer 75% van de massa de vorm heeft van waterstof en de resterende 25% als helium.
Het interstellaire gas bestaat deels uit neutrale atomen en moleculen, maar ook uit geladen deeltjes (ook wel plasma genoemd), zoals ionen en elektronen. Dit gas is extreem verdund, met een gemiddelde dichtheid van ongeveer 1 atoom per kubieke centimeter. De atmosfeer van de aarde heeft daarentegen een dichtheid van ongeveer 30 triljoen moleculen per kubieke centimeter (3,0 x 1019 per cm³) op zeeniveau.
Ook al is het interstellaire gas erg verspreid, de hoeveelheid materie telt op over de enorme afstanden tussen de sterren. En uiteindelijk, en met voldoende aantrekkingskracht tussen wolken, kan deze materie samensmelten en instorten om sterren en planetaire systemen te vormen.
Nevelvorming:
In wezen wordt een nevel gevormd wanneer delen van het interstellaire medium door zwaartekracht instorten. Onderlinge aantrekkingskracht door zwaartekracht zorgt ervoor dat materie samenklontert en gebieden met een steeds grotere dichtheid vormt. Hieruit kunnen zich sterren vormen in het midden van het instortende materiaal, die door ultraviolette ioniserende straling het omringende gas zichtbaar maakt bij optische golflengten.
De meeste nevels zijn enorm groot en meten tot honderden lichtjaar in diameter. Hoewel dichter dan de ruimte eromheen, zijn de meeste nevels veel minder dicht dan enig vacuüm dat in een aarden omgeving wordt gecreëerd. In feite zou een nevelwolk die qua grootte vergelijkbaar was met de aarde, slechts zoveel materiaal bevatten dat de massa slechts een paar kilogram zou zijn.
Nevelclassificatie:
Stellaire objecten die Nebula kunnen worden genoemd, zijn er in vier hoofdklassen. De meeste vallen in de categorie Diffuse nevels, wat betekent dat ze geen goed gedefinieerde grenzen hebben. Deze kunnen op basis van hun gedrag met zichtbaar licht worden onderverdeeld in twee andere categorieën: "Emissienevels" en "Reflectienevels".
Emissienevels zijn die die spectraallijnstraling uit geïoniseerd gas uitzenden en worden vaak HII-gebieden genoemd omdat ze grotendeels bestaan uit geïoniseerd waterstof. Reflectienevels zenden daarentegen geen significante hoeveelheden zichtbaar licht uit, maar zijn nog steeds lichtgevend omdat ze het licht van nabije sterren reflecteren.
Er zijn ook wat bekend staat als Donkere nevelsondoorzichtige wolken die geen zichtbare straling uitstralen en niet worden verlicht door sterren, maar het licht van lichtgevende objecten erachter blokkeren. Net als emissie- en reflectienevels zijn donkere nevels bronnen van infraroodemissies, voornamelijk vanwege de aanwezigheid van stof erin.
Sommige nevels worden gevormd als gevolg van supernova-explosies en worden daarom geclassificeerd als a Supernova-restnevels. In dit geval ervaren kortlevende sterren implosie in hun kernen en blazen ze hun buitenste lagen af. Deze explosie laat een 'overblijfsel' achter in de vorm van een compact object - d.w.z. een neutronenster - en een wolk van gas en stof die wordt geïoniseerd door de energie van de explosie.
Andere nevels kunnen zich vormen zoals Planetaire nevels, waarbij een ster met een lage massa de laatste fase van zijn leven ingaat. In dit scenario gaan sterren hun Red Giant-fase binnen en verliezen langzaam hun buitenste lagen als gevolg van heliumflitsen in hun interieur. Als de ster voldoende materiaal heeft verloren, stijgt de temperatuur en de UV-straling die hij afgeeft, ioniseert het omringende materiaal dat hij heeft afgeworpen.
Deze klasse bevat ook de subklasse Protoplanetary Nebulae (PPN), die van toepassing is op astronomische objecten die een kortstondige episode doormaken in de evolutie van een ster. Dit is de snelle fase die plaatsvindt tussen de Late Asymptotische Reuzentak (LAGB) en de volgende Planetaire Nevel (PN) -fase.
Tijdens de Asymptotic Giant Branch (AGB) -fase ondergaat de ster massaverlies en zendt een circumstellaire schaal van waterstofgas uit. Wanneer deze fase ten einde loopt, komt de ster in de PPN-fase, waar hij wordt bekrachtigd door een centrale ster, waardoor deze sterke infraroodstraling uitzendt en een reflectienevel wordt. De PPN-fase gaat door totdat de centrale ster een temperatuur van 30.000 K bereikt, waarna hij heet genoeg is om het omringende gas te ioniseren.
Geschiedenis van nevelwaarneming:
Tijdens de Klassieke Oudheid en de Middeleeuwen werden door astronomen veel vage objecten aan de nachtelijke hemel opgemerkt. De eerste geregistreerde waarneming vond plaats in 150 CE, toen Ptolemaeus de aanwezigheid van vijf sterren opmerkte in Almagast dat leek vaag in zijn boek. Hij merkte ook een helderheidsgebied op tussen de sterrenbeelden Grote Beer en Leeuw dat niet geassocieerd was met een waarneembare ster.
In zijn Boek van vaste sterren, geschreven in 964 CE, maakte de Perzische astronoom Abd al-Rahman al-Sufi de eerste waarneming van een echte nevel. Volgens de observaties van al-Sufi was 'een kleine wolk' zichtbaar in een deel van de nachtelijke hemel waar nu het Andromedastelsel bekend staat. Hij heeft ook andere vage objecten gecatalogiseerd, zoals de Omicron Velorum en Brocchi's Cluster.
Op 4 juli 1054 was de supernova die de Krabnevel creëerde (SN 1054) zichtbaar voor astronomen op aarde, en geregistreerde waarnemingen die door zowel Arabische als Chinese astronomen waren gedaan, zijn geïdentificeerd. Hoewel er anekdotisch bewijs bestaat dat andere beschavingen de supernova hebben bekeken, zijn er geen gegevens gevonden.
Tegen de 17e eeuw leidden verbeteringen in telescopen tot de eerste bevestigde waarnemingen van nevels. Dit begon in 1610, toen de Franse astronoom Nicolas-Claude Fabri de Peiresc de eerste geregistreerde waarneming van de Orionnevel deed. In 1618 observeerde de Zwitserse astronoom Johann Baptist Cysat ook de nevel; en in 1659 maakte Christiaan Huygens de eerste gedetailleerde studie ervan.
Tegen de 18e eeuw begon het aantal waargenomen nevels toe te nemen en begonnen astronomen lijsten samen te stellen. In 1715 publiceerde Edmund Halley een lijst van zes nevels - M11, M13, M22, M31, M42 en de Omega Centauri bolhoop (NGC 5139) - in zijn “Een verslag van verschillende nevels of heldere plekken zoals wolken, die de laatste tijd met behulp van de telescoop tussen de sterren zijn ontdekt. ”
In 1746 stelde de Franse astronoom Jean-Philippe de Cheseaux een lijst samen van 20 nevels, waaronder acht niet eerder bekende. Tussen 1751 en 53 catalogiseerde Nicolas Louis de Lacaille 42 nevels van Kaap de Goede Hoop, waarvan de meeste voorheen onbekend waren. En in 1781 stelde Charles Messier zijn catalogus samen van 103 "nevels" (nu Messier-objecten genoemd), hoewel sommige sterrenstelsels en kometen waren.
Het aantal waargenomen en gecatalogiseerde nevels nam enorm toe dankzij de inspanningen van William Herschel en zijn zus, Caroline. In 1786 publiceerden de twee hun Catalogus van Duizend nieuwe nevels en sterrenhopen, die in 1786 en 1802 werd opgevolgd door een tweede en derde catalogus. Destijds geloofde Herschel dat deze nevels slechts onopgeloste sterrenhopen waren, een overtuiging die hij in 1790 zou veranderen toen hij een echte nevel rond een verre ster waarnam.
Vanaf 1864 begon de Engelse astronoom William Huggins nevels te differentiëren op basis van hun spectra. Ongeveer een derde van hen had het emissiespectrum van een gas (d.w.z. emissienevels), terwijl de rest een continu spectrum vertoonde, consistent met een massa sterren (d.w.z. planetaire nevels).
In 1912 voegde de Amerikaanse astronoom Vesto Slipher de subcategorie van reflectienevels toe nadat hij had waargenomen hoe een nevel rond een ster overeenkwam met de spectra van de open Pleiaden-cluster. Tegen 1922, en als onderdeel van het 'grote debat' over de aard van spiraalnevels en de grootte van het universum, was het duidelijk geworden dat veel van de eerder waargenomen nevels in feite verre spiraalstelsels waren.
In datzelfde jaar kondigde Edwin Hubble aan dat bijna alle nevels geassocieerd zijn met sterren en dat hun verlichting afkomstig is van sterrenlicht. Sinds die tijd is het aantal echte nevels (in tegenstelling tot sterrenhopen en verre melkwegstelsels) aanzienlijk gegroeid en is hun classificatie verfijnd dankzij verbeteringen in observatieapparatuur en spectroscopie.
Kortom, nevels zijn niet alleen het startpunt van de stellaire evolutie, maar kunnen ook het eindpunt zijn. En tussen alle sterrenstelsels die ons sterrenstelsel en ons universum vullen, zullen ongetwijfeld vage wolken en massa's worden gevonden, wachtend om de netto generatie van sterren te baren!
We hebben hier bij Space Magazine veel interessante artikelen over nevels geschreven. Hier is er een over de Krabnevel, de Adelaarsnevel, de Orionnevel, de Pelikaannevel, de Ringnevel en de Rozetnevel.
Voor informatie over hoe sterren en planeten worden geboren uit Nebulae, hier is Nebula Theory, Where Are Stars Born? en hoe is het zonnestelsel gevormd?
We hebben ook een uitgebreide catalogus van Messier-objecten hier bij Space Magazine. En voor meer informatie, bekijk deze pagina's van NASA - Astronomy Picture of the Day and Ring Holds a Delicate Flower
Vermoeide ogen? Laat je oren je helpen om voor de verandering te leren. Hier zijn enkele afleveringen van Astronomy Cast die misschien wel bij je smaak passen: The Sun, Spots and All and Moons and the Drake Equation, Stars in the Void en Rings Around Stars.
