Ordet tåge kommer fra latin for "sky" eller "tåge" og kan pluraliseres som enten tåger eller nebulae. Den ubestemthed passer objektet: en tåge er simpelthen en stor, lysende eller mørkeliggende plet af det interstellare medium, og det kan betyde meget forskellige ting afhængigt af, hvilken type du ser på.
Nogle tåger er stjernedannelsesregioner, hvor gas og støv klumper sammen, indtil de kollapser ind i nye stjerner. Andre er vraggodset, der efterlades, når en stjerne dør - nogle gange blødt, nogle gange i en katastrofal eksplosion. En hel kategori er opkaldt efter planeter, selvom den ikke har noget at gøre med planeter. Fysikken bag hver type er så forskellig, at astronomer måtte opfinde separate navne, separate forklaringer, og i nogle tilfælde vente århundreder for at finde ud af, hvilken type tåge de faktisk så.
En sky uden fast form
Tåger er ofte stjernedannelsesregioner: gas, støv og andet materiale i dem klumper sammen i tættere regioner, der fortsætter med at tiltrække mere stof, indtil de bliver tætte nok til at danne stjerner. Det er mekanismen bag de fleste nye stjerner, der dukker op i en galakse - de er bogstaveligt talt fortættet ud af en tåges eget materiale.
De fleste tåger er enorme, hvor nogle spænder over hundredvis af lysår. Og i modsætning til en planet eller en stjerne har en tåge sjældent en skarp kant: de fleste tåger klassificeres som diffuse tåger, hvilket betyder, at de er udvidede skyer uden veldefinerede grænser. Den kombination af gigantisk skala og uskarpe kanter er grunden til, at langtidsastrofotografi, snarere end et hurtigt kig gennem et lille teleskop, er det, der sædvanligvis afslører en tåges sande struktur.
Astronomer har registreret dem i næsten 2000 år
Tåger er ikke en moderne opdagelse. Omkring år 150 efter Kristus registrerede astronomen Ptolemaeus fem stjerner, der så tågede ud i boger VII–VIII af hans Almagest - uden nogen måde at vide, at noget af det, han beskrev, slet ikke var en stjerne, bare et uskarpt lyspunkt på det forkerte sted.
Det tog århundreder, før nogen beskrev noget, der var mere klart genkendelig som en tåge i stedet for en stjernehob. Det, der ændrede billedet, var ikke bare diffus uklarhed, men evnen til at registrere og krydsreferencer detaljerede positioner og himmelsbeskrivelser - den type systematisk observation, som senere gjorde det muligt for astronomer at skelne virkelige gaskyer fra blot uopløst stjernelys.
Tåger der lyser af sig selv
Emissionståger lyser, fordi deres gas ioniseres af nærliggende stjerner, i stedet for at reflektere andres lys. Stjerner varmere end 25.000 K udsender generelt nok ioniserende ultraviolet stråling ved bølgelængder kortere end 91,2 nm til at gøre emissionståger omkring dem lysere end refleksionståger. Med andre ord bestemmer temperaturen på en enkelt indlejret stjerne, om tågen omkring den vil lyse af sig selv eller blot spreder lånt lys.
Gassen selv er ikke eksotisk. De fleste emissionståger er omkring 90% brint, resten består af helium, ilt, kvælstof og andre elementer. Forskellige ioniserede elementer lyser ved forskellige bølgelængder, og det er grunden til, at lange eksponeringsimager af emissionståger ofte kommer ud i levende rødt og grønt i stedet for en enkelt ensartet farve.
Tåger, der kun låner lys
Refleksionståger fungerer efter det modsatte princip: deres støv er ikke varmt nok til at blive ioniseret, så det spreder blot stjernelys, på samme måde som tåge spreder en bils forlygter. I 1912 analyserede astronomen Vesto Slipher spekteret af tågen omkring stjernen Merope i Plejaderne og konkluderede, at tågen blot reflekterede lys fra Merope og stjernen Alcyone i stedet for at lyse af sig selv. Det var en ægte opdagelse på det tidspunkt - ingen havde bevist, at lyset fra en tåge kunne være helt lånt i stedet for selvgeneret.
At skelne refleksionståger fra emissionståger, som separate fysiske fænomener med separate årsager, blev en af de grundlæggende klassificationer inden for tågeastronomien - og det var helt afhængigt af spektroskopi, da de to typer kan se bedrageligt ens ud for det blotte øje.
De tåger, du ikke kan se direkte
Ikke alle tåger lyser. I mørke tåger er lysudslettelse forårsaget af interstellart støv i de kolde, tætteste dele af molekylære skyer. I stedet for at udsende eller reflektere lys, blokerer en mørk tåge det, så det vises som en sort silhuet mod en lysere baggrund af stjerner eller glødende gas.
Fordi mørke tåger er defineret af det, de blokerer, i stedet for hvad de udsender, er teleskoper med synligt lys det forkerte værktøj til at studere, hvad der rent faktisk er inde i dem - astronomer er i stedet afhængige af bølgelængder, som støv ikke absorberer så effektivt.
En sollig stjernes smukke død
Planetariske tåger dannes ved slutningen af livet for stjerner med mellemstørrelse masse, cirka 1 til 8 solmasser - som blandt andet inkluderer Solen. Når sådan en stjerne går tom for brændstof, kaster den sine ydre lag ud i rummet og efterlader en udvidende skal af glødende gas.
Navnet er en historisk ulykke. "Planetarisk tåge" er en forkert betegnelse: disse objekter har intet at gøre med planeter. Navnet kommer fra deres runde, planetlignende form set gennem tidlige teleskoper. Astronomer for århundreder siden kunne blot ikke løse de fine detaljer, der ville have fortalt dem, at de ikke så på en anden verden.
De er også langt mindre væsentlige end de ser ud til. En typisk planetarisk tåge er omkring et lysår på tværs og består af ekstrem fortyndet gas, med en densitet generelt mellem 100 og 10.000 partikler pr. kubikcentimeter - et næsten vakuum efter enhver daglig standard, holdt sammen kun af den enorme skala. Omkring 3.000 planetariske tåger kendes i øjeblikket i Mælkevejen ud af omkring 200 milliarder stjerner i galaksen, en påmindelse om, hvor kort denne fase af stjerneliv faktisk er sammenlignet med milliarder år, en stjerne tilbringer på hovedsekvensen.
De er heller ikke de pæne kugler, som deres navn kunne antyde. Kun omkring 20% af planetariske tåger er kugleformet symmetriske; resten har mere komplekse, asymmetriske former, formet af faktorer, som astronomer stadig arbejder på. Og denne skæbne er ikke eksotisk eller sjælden - det er Solens fremtid. Solen forventes selv at producere en planetarisk tåge omkring 12 milliarder år efter dannelsen, det samme stille slutning, som allerede er sket for tusindvis af lignende stjerner hele galaksen over.
En gigantisk stjernes voldelige død
Stjerner, der er meget mere massive end Solen, forsvinder ikke sagtens - de eksploderer, og vraget bliver en supernovaruin. En supernovaeksplosion kan udsende stjernemateriale med hastigheder op til 10% af lyshastigheden, eller omkring 30.000 km/s, og den resulterende chokbølge opvarmer den omgivende plasma til temperaturer langt over millioner af kelvin. Dette er en helt anden voldskala fra den langsomme afgang, der producerer en planetarisk tåge.
Kendte supernovaruiner inkluderer Krabetågen, Tycho (ruinen af SN 1572, navngivet efter Tycho Brahe) og Kepler (ruinen af SN 1604, navngivet efter Johannes Kepler). Hver enkelt er en permanent registrering af en specifik eksplosion, i nogle tilfælde en der var lyse nok til at blive bemærket og skrevet ned af observatører, der ikke vidste, hvad de faktisk så.
Fotografering af Skapelsens søjler
Moderne tågbilleder skylder meget til rumteleskoper, der kan se bølgelængder, som ingen jordbunden observatorium kan nå rent. Det berømte billede af "Skapelsens søjler" af gas- og støvstrukturer i Ørnetågen, taget af Hubble Space Telescope 1. april 1995, viser en region omkring 6.500-7.000 lysår fra Jorden, og det forbliver et af de mest genkendelige astronomiske billeder nogensinde taget.
.jpg){kind=link}
Nyere instrumenter er vendt tilbage til det samme mål med andre øjne. Infrarød billeddannelse trænger gennem støv, som synligt lys ikke kan trænge gennem, og afsløre struktur i søjlerne, som det originale billede kun kunne antyde - en god illustration af, hvordan et "endeligt" ikonisk billede af en tåge sjældent forbliver endeligt længe, da teleskopteknologi forbedres.