Het woord nevel komt van het Latijn voor "wolk" of "nevel" en kan meervoudig als nevels of nebulae. Die onbepaaldheid past bij het object: een nevel is gewoon een groot, gloeiend of duister deel van het interstellaire medium, en het kan zeer verschillende dingen betekenen afhankelijk van welk type je bekijkt.
Sommige nevels zijn sterrenneminggebieden waar gas en stof samenballen tot ze in nieuwe sterren instorten. Andere zijn de resten die achtergelaten als een ster sterft - soms zacht, soms in een catastrofale explosie. Een hele categorie is genoemd naar planeten hoewel het niets met planeten te maken heeft. De natuurkunde achter elk type is zo verschillend dat astronomen aparte namen moesten uitvinden, aparte verklaringen, en in sommige gevallen eeuwen wachten om erachter te komen welk type nevel ze eigenlijk keken.
Een wolk zonder vaste vorm
Nevels zijn vaak sterrenneminggebieden: gas, stof en ander materiaal daarin ballen samen in dichtere regio's die steeds meer materie aantrekken tot ze dicht genoeg worden om sterren te vormen. Dat is het mechanisme achter de meeste nieuwe sterren die in een sterrenstelsel verschijnen - ze zijn letterlijk verdicht uit eigen materiaal van een nevel.
De meeste nevels zijn enorm, met sommige die zich over honderden lichtjaar uitstrekken. En in tegenstelling tot een planeet of een ster heeft een nevel zelden een scherpe rand: de meeste nevels worden geclassificeerd als diffuse nevels, wat betekent dat ze uitgebreide wolken zonder goed gedefinieerde grenzen zijn. Die combinatie van enorme schaal en wazige randen is waarom langdurige astrofotografie, in plaats van een snelle blik door een kleine telescoop, meestal de ware structuur van een nevel onthult.
Astronomen hebben ze bijna 2000 jaar opgenomen
Nevels zijn geen moderne ontdekking. Rond 150 n.Chr. noteerde de astronoom Ptolemaeus vijf sterren die wazig leken in de boeken VII–VIII van zijn Almagest - zonder enig idee dat wat hij beschreef geen ster was, slechts een wazig lichtpunt op de verkeerde plaats.
Het duurde eeuwen voordat iemand iets beschreef dat duidelijker identificeerbaar was als een nevel dan als een sterrenhoop. Wat het beeld veranderde was niet alleen diffuse vagheid, maar het vermogen om gedetailleerde posities en beschrijvingen van de hemel op te nemen en te kruisverwijzen - het soort systematische waarneming dat astronomers later in staat stelde echte gaswolken van blote onopgeloste sterrengloed te onderscheiden.
Nevels die uit zichzelf gloeien
Emissienenves gloeiden omdat hun gas wordt geïoniseerd door nabije sterren, in plaats van andermans licht te weerspiegelen. Sterren heter dan 25.000 K zenden over het algemeen voldoende ioniserende ultravioletstraling uit bij golflengten korter dan 91,2 nm om emissienevel rond hen helderder te maken dan reflectienevel. Met andere woorden, de temperatuur van een enkele ingebedde ster bepaalt of de nevel eromheen uit zichzelf zal gloeien of gewoon geleend licht zal verstrooien.
Het gas zelf is niet exotisch. De meeste emissienevel zijn ongeveer 90% waterstof, de rest bestaat uit helium, zuurstof, stikstof en andere elementen. Verschillende geïoniseerde elementen gloeien bij verschillende golflengten, daarom zien afbeeldingen met lange belichtingstijd van emissienevel er vaak in levendige reds en greens uit in plaats van één uniforme kleur.
Nevels die alleen licht lenen
Reflectienevel werken volgens het tegengestelde principe: hun stof is niet heet genoeg om te worden geïoniseerd, dus verstrooit het gewoon sterrengloed, op dezelfde manier als mist koppelampen van een auto verstrooit. In 1912 analyseerde astronoom Vesto Slipher het spectrum van de nevel rond de ster Merope in de Plejaden en concludeerde dat de nevel gewoon licht van Merope en de ster Alcyone weerspiegelde in plaats van uit zichzelf te gloeien. Dat was een echte ontdekking op dat moment - niemand had beezen dat het licht van een nevel volledig kon zijn geleend in plaats van zelf gegenereerd.
Het onderscheiden van reflectienevel van emissienevel als aparte fysische fenomenen met aparte oorzaken werd één van de fundamentele classificaties in nevelsassonomie - en het was volledig afhankelijk van spectroscopie, omdat de twee typen bedriedigend vergelijkbaar kunnen lijken voor het blote oog.
De nevels die je niet rechtstreeks kunt zien
Niet alle nevels gloeien. In donkere nevels wordt de uitdoving van licht veroorzaakt door interstellair stofdeeltjes in de koudste, dichtste delen van moleculaire wolken. In plaats van licht uit te zenden of te reflecteren, blokkeert een donkere nevel het, verschijnend als een zwart silhouet tegen een helderder achtergrond van sterren of gloeiend gas.
Omdat donkere nevels worden gedefinieerd door wat ze blokkeren in plaats van wat ze uitzenden, zijn zichtbare-lichtteles copen het verkeerde gereedschap om te bestuderen wat eigenlijk binnenin zit - astronomen vertrouwen in plaats daarvan op golflengten die stof niet zo effectief absorbeert.
De mooie dood van een zonachtige ster
Planetaire nevels ontstaan aan het einde van het leven van sterren met tussenliggende massa, ongeveer 1 tot 8 zonmassa's - wat opmerkelijk ook de Zon omvat. Wanneer een ster als dit geen brandstof meer heeft, werpt het de buitenlagen in de ruimte, met een uitdijende schaal van gloeiend gas.
De naam is een historisch ongeluk. "Planetaire nevel" is een onjuiste benaming: deze objecten hebben niets met planeten te maken. De naam komt van hun ronde, planetachtige vorm zoals gezien door vroege telescopen. Astronomen eeuwen geleden konden gewoon niet de fijne details oplossen die hun zouden hebben verteld dat ze niet naar een ander wereld keken.
Ze zijn ook veel minder substantieel dan ze lijken. Een typische planetaire nevel is ongeveer een lichtjaar in omvang en bestaat uit extreem verdund gas, met een dichtheid over het algemeen tussen 100 en 10.000 deeltjes per kubieke centimeter - bijna vacuüm volgens elke dagelijkse standaard, samengehouden door alleen de enorme schaal. Ongeveer 3.000 planetaire nevels zijn momenteel bekend in de Melkweg, uit ongeveer 200 miljard sterren in de sterrenstelsel, een herinnering aan hoe kort deze fase van stellair leven eigenlijk is vergeleken met de miljarden jaren die een ster op de hoofdreeks doorbrengt.
Ze zijn ook niet de nette bollen die hun naam zou suggereren. Slechts ongeveer 20% van planetaire nevels zijn bolsymmetrisch; de rest hebben meer complexe, asymmetrische vormen, gevormd door factoren waar astronomen nog aan werken. En dit lot is niet exotisch of zeldzaam - het is de toekomst van de Zon. Men verwacht dat de Zon ongeveer 12 miljard jaar na zijn vorming een planetaire nevel zal voortbrengen, hetzelfde stille einde dat al duizenden soortgelijke sterren in de sterrenstelsel is overkomen.
De gewelddadige dood van een reusster
Sterren die veel massiefer zijn dan de Zon verdwijnen niet zachtjes - ze exploderen, en het puin wordt een supernova-overblijfsel. Een supernova-explosie kan sterrenstof uitwerpen met snelheden tot 10% van de lichtsnelheid, of ongeveer 30.000 km/s, en de resulterende schokgolf verwarmt het omringende plasma tot temperaturen veel hoger dan miljarden kelvin. Dit is een geheel ander geweldsplan dan het langzame verliezen dat een planetaire nevel produceert.
Bekende supernova-overblijfselen zijn onder meer de Krabalnevel, Tycho (het overblijfsel van SN 1572, genoemd naar Tycho Brahe) en Kepler (het overblijfsel van SN 1604, genoemd naar Johannes Kepler). Elk is een permanent record van een specifieke explosie, in sommige gevallen een die helder genoeg was om opgemerkt en opgeschreven te worden door waarnemers die niet wisten wat ze eigenlijk zagen.
De Pilaren van Schepping fotograferen
Moderne nevels schulden veel aan ruimtetelescopen die golflengten kunnen zien die geen aardse observatorium schoon kan bereiken. De beroemde foto van de "Pilaren van Schepping" van gas- en stofstructuren in de Arend Nevel, gemaakt door het Hubble Space Telescope op 1 april 1995, toont een regio ongeveer 6.500-7.000 lichtjaar van de Aarde, en blijft één van de meest herkenbare astronomische afbeeldingen ooit gemaakt.
.jpg){kind=link}
Nieuwere instrumenten zijn met verschillende ogen naar hetzelfde doel teruggekeerd. Infraroodafbeelding dringt door stof heen dat zichtbaar licht niet kan doordringen, waardoor structuur in de pilaren wordt onthuld die de originele foto alleen kon aanduiden - een goede illustratie van hoe een "definitieve" iconische afbeelding van een nevel zelden lang definitief blijft als telescooptechnologie verbetert.