планетарные туманности

ПЛАНЕТАРНЫЕ ТУМАННОСТИ - класс туманностей, ионизованных излучением. П. т. представляет собой разреженное, но довольно компактное светящееся газовое облако, окружающее горячую звезду, расположенную обычно в центре облака и наз. ядром туманности (рис.). П. т. являются расширяющимися оболочками, сброшенными ядрами. П. т. - одни из основных поставщиков вещества в межзвёздную среду,
обогащающих её тяжёлыми элементами. Значит. часть П. т. при наблюдении в телескоп имеет вид резко очерченных образований округлой формы (напоминающих диски планет - отсюда название) зеленоватого цвета с весьма неоднородным распределением яркости. Ок. 20% всех П. т. составляют кольцеобразные туманности, наиб. многочисленны (50% общего числа) т. н. звездообразные П. т., по внеш. виду не отличимые от звёзд и отождествляемые лишь по спектру. Известно ок. 2000 П. т., принадлежащих Галактике. Неск. сотен П. т. открыто в др. галактиках. Подавляющее большинство П. т. имеет угл. размеры менее 10". Ср. радиус П. т. 10¹⁷ см. Яркие П. т. часто имеют более слабую протяжённую оболочку, в нек-рых П. т. обнаружены гигантские гало с угл. размером, превышающим 10'.

Кольцеобразная планетарная туманность в созвездии Лиры (NGC 6720); размеры 1' х 1,5', звезда в центре - ядро туманности.

Спектр П. т. состоит из множества эмиссионных линий, наложенных на слабый непрерывный спектр (континуум). Наиб. интенсивными спектральными линиями являются т. н. линии "небулия" - запрещённые линии иона OIII. Их высокая интенсивность объясняется высокой темп-рой возбуждающей центральной звезды (~ 10⁵ К), малой плотностью газа (10³ - 10⁴ атомов/см³) и излучения. Наблюдаются также запрещённые линии ионов OII, NII, NeIII - V, SII, SIII и др. Свечение П. т. происходит за счёт флуоресценции - УФ-излучение горячей центральной звезды трансформируется в более ДВ-излучение туманности. Свечение в разрешённых спектральных линиях происходит в основном вследствие ионизации и последующей рекомбинации атомов HI, HeI и иона HeII. Запрещённые же линии возбуждаются в результате столкновений атомов и ионов со свободными электронами. Анализ эмиссионного спектра даёт осн. информацию о физ. условиях в П. т.: ср. электронной концентрации (10³ - 10⁴ см^-3), электронной темп-ре (11,5 х 10⁴ К), хим. составе, к-рый в среднем близок к солнечному, однако наблюдаются отличия, зависящие от принадлежности данной П. т. к подсистеме населения Галактики, а также от нач. массы родительской звезды. Непрерывный спектр П. т. обусловлен в основном рекомбинац. свечением HI, HeI и HeII, излучением при свободно-свободных переходах (особенно в области 12000), а также двухфотонным излучением водорода, особенно интенсивным в УФ-области спектра. П. т. являются также источниками непрерывного теплового радиоизлучения и радиоизлучения в линиях (рекомбинационные радиолинии...,и др., полосы молекул СО и Н₂). Обнаружено также непрерывное ИК-излучение, представляющее собой тепловое излучение пыли. Внеатмосферные наблюдения позволили исследовать далёкую УФ-область спектра, вплоть до = 1000 При этом были отождествлены ранее не наблюдавшиеся ионы. Проводятся также наблюдения П. т. в рентг. области спектра. В итоге в П. т. обнаружены: Н, Не, С, N, О, F, Ne, Na, Mg, Al, Si, S, Cl, Ar, K, Ca, Ti, Mn, Fe. Ядра П. т. имеют спектры, характерные для Вольфа - Райе звёзд, звёзд спектрального класса О с эмиссионными и абсорбционными линиями, а также с непрерывным спектром без заметных линий. Светимости ядер лежат в диапазоне (10 - 10⁵) радиусы - (0,01 - 1) ( - светимость и радиус Солнца), Массы ядер близки к массе Солнца (). Ср. масса туманностей ок. 0,2 Ряд ядер П. т. является двойными звёздами (обнаружено ок. двух десятков). Большинство П. т. - очень далёкие объекты, и поэтому их расстояния определены весьма ненадёжно (с точностью до множителя 2 и хуже). Большая часть П. т. принадлежит промежуточной подсистеме населения Галактики (населению диска). Однако ряд объектов обнаружен в сферич. и плоской подсистемах, т. е. П. т. наблюдаются во всех подсистемах Галактики, кроме самой плоской, поскольку они не ассоциируются со спиральными рукавами. Лучевые скорости, измеренные для неск. сотен П. т., показывают, что мн. объекты имеют не круговые, а сильно вытянутые эллиптич. орбиты движения вокруг центра Галактики.
Феномен П. т. возникает на поздней стадии эволюции звёзд гл. последовательности умеренной массы ( ) при их прохождении по асимпто-тич. ветви гигантов (см. Герцшпрунга - Ресселла диаграмма). На стадии слоевых источников энергии (горение водорода и гелия во внеш. слоях звезды) происходит выброс внеш. слоя звезды, образующего П. т. В качестве возможных механизмов такого выброса рассматриваются лучевое давление и динамич. неустойчивость внеш. слоев звезды, возникающая при тепловых пульсациях гелиевого источника в слое (возможно, и совокупность этих механизмов). После угасания гелиевого источника в слое завершается процесс ядерного горения в звезде. Звёздный остаток (ядро звезды), состоящий в основном из углерода и кислорода, проходит фазу конечного сжатия, его темп-pa повышается. Затем наступает стадия охлаждения при пост. радиусе, и звезда в конце своей эволюции превращается в белый карлик. За это время выброшенное вещество ионизуется (из-за роста темп-ры звезды), образуя компактную зону НII, к-рая затем превращается в яркую, оптически толстую, молодую П. т. Постепенно расширяясь, туманность становится менее плотной и оптически тонкой, её поверхностная яркость падает, и в конце концов туманность становится невидимой. Скорость расширения П. т. невелика (~20км/с), время жизни в космич. шкале времени сравнительно мало (~10⁴ - 10⁵ лет). Непосредств. родоначальниками П. т. могут быть красные гиганты - полуправильные переменные или переменные типа Миры Кита (см. Переменные звёзды ),а также объекты-мазеры (см. Мазерный эффект)ОН/IR. По-видимому, значит. часть белых карликов (если не все) при образовании должна проходить через стадию П. т.

Е. Б. Костякова.