Самая известная на сегодняшний день газовая туманность M 42 находится в созвездии Ориона. Ее протяженность более 6 парсеков, поэтому заметить этот объект в безлунную ночь можно даже невооруженным глазом. Не менее впечатляюще выглядят туманности Омега (M 17), Лагуна (M 8) и Тройная (M 20), расположенные в созвездии Стрельца, а также другие газовые туманности в созвездии Лебедя, Киля, Единорога, в Плеядах и многие другие. Всего известно более 400 подобных объектов. Общее их число в Галактике несравнимо больше, но обнаружить визуальными средствами наблюдения нельзя из-за сильного поглощения света в межзвездной среде.
Спектры газовых туманностей имеют яркие эмиссионные линии, указывающие именно на газовую природу их свечения. У самых ярких из них обнаруживается и слабый непрерывный спектр. В основном в спектрах газовых туманностей выделяются линии водорода, азота, однократно ионизованного кислорода, а также ряда других элементов.
 рис. Газовая туманность в созвездии Ориона
Как правило, внутри газовой туманности или в непосредственной близости от нее нередко обнаруживается горячая звезда спектрального класса О или В0, которая и является причиной свечения этого объекта. Горячие звезды являются источником очень мощного ультрафиолетового излучения, ионизующего и заставляющего светиться окружающий газ. Подобные процессы имеют место и в планетарных туманностях. Большая часть энергии ультрафиолетового кванта звезды, поглощаемой атомом туманности, идет на его ионизацию. Меньшая часть энергии идет на ускорение свободного электрона, то есть превращается в тепло. Таким образом, внутри газовой туманности происходит процесс дробления ультрафиолетовых квантов горячей звезды и их переработка в излучение.
Концентрация частиц газа в газовых туманностях крайне мала. Она в несколько миллионов раз меньше, чем, к примеру, в солнечной короне, и в десятки миллиардов раз меньше, чем в современных вакуумных насосах. Расчеты показывают, что горячие звезды спектральных классов О и В0 способны ионизовать вокруг себя газ с концентрацией 1 атом в 1 см3 на довольно больших расстояниях (до десятков парсеков). При этом ионизованный газ пропускает ультрафиолетовое излучение, а нейтральный, наоборот, интенсивно поглощает его. В результате область ионизации вокруг звезды, имеющая в однородной среде форму шара, доходит до четкой границы, дальше которой остается нейтральный газ. Исходя из этого, газ, находящийся в межзвездной среде, может быть либо нейтральным, либо полностью ионизованным. Области с нейтральным газом получили название зоны H I, а «ионизированные» области - Н II.
 рис. Тройная диффузная туманность в созвездии Стрельца
Горячих звезд во Вселенной не так уж много, поэтому газовые туманности составляют всего лишь около 5% от всего межзвездного вещества. Нагрев зон Н I происходит в результате ионизующего воздействия рентгеновских квантов, космического излучения, а также суммарного фотонного излучения звезд. В первую очередь в таких областях происходит ионизация атомов углерода, излучение которых является основным механизмом, охлаждающим газ в зонах Н I. В результате этого процесса устанавливается равновесие между потерянной и поступающей энергией, величина которой отличается при двух различных температурных режимах, зависящих от значения плотности туманности. Первый из этих режимов, соответствующий температуре в несколько сотен градусов, реализуется в газово-пылевых туманностях, обладающих довольно высокой плотностью, второй - в пространстве между ними, где температура разреженного газа достигает нескольких тысяч градусов.
Области, где плотность вещества имеет промежуточные значения, оказываются неустойчивыми. В результате первоначально однородный газ начинает разделяться на две фазы - плотные газовые облака и окружающую их достаточно разреженную среду. Именно благодаря тепловой неустойчивости межзвездный газ имеет клочковатой или облачную структуру.
 рис. Звезда Пистолет и окружающая ее газовая туманность
|
