Γιατί δεν μπορώ να δω χρώμα στα νεφελώματα;

Οι φωτογραφίες νεφελωµάτων µε ζωηρά χρώµατα είναι οι ιερές εικόνες της αστρονοµίας, και η ανυποµονησία πολλών αρχάριων να δούνε αυτές τις φαντασµαγορικές µορφές να στροβιλίζονται στο προσοφθάλµιο τούς ωθεί σε ένα τηλεσκόπιο. Σε κάθε τέτοια περίπτωση, η θέα είναι βέβαιο ότι θα απογοητεύσει. Ακόμα και μέσα από μεγάλα τηλεσκόπια τα νεφελώματα και οι γαλαξίες είναι πολύ αμυδρά, ώστε δεν μπορούν να διεγείρουν τους φωτοϋποδοχείς χρωματικής αντίληψης στο μάτι. Το ανθρώπινο µάτι απλά δεν είναι αρκετά ευαίσθητο ώστε να διακρίνει τα χρώµατα που το φιλµ ή τα τσιπ των CCD αποτυπώνουν σε εκθέσεις µεγάλης διάρκειας. Μόνο φωτογραφίες μακράς έκθεσης μπορούν να αποτυπώσουν τα χρώματα που εκπέμπουν τα νεφελώματα.

Όταν παρατηρούνται ζωντανά, αυτές οι τολύπες διαστηµικού καπνού φαίνονται µονόχρωµες, γκρίζες. Λίγα µόνο νεφελώµατα (το Νεφέλωµα του Ωρίωνα, ο πυρήνας του νεφελώµατος του η Τρόπιδας και µερικά πλανητικά) είναι αρκετά λαµπρά, ώστε να διεγείρουν τους χρωµατικούς φωτοϋποδοχείς του µατιού.

Το Νεφέλωµα του Ωρίωνα (Μ42) είναι ένα από τα πρώτα αντικείµενα του βαθέoς ουρανού που παρατηρούν οι ερασιτέχνες αστρονόµοι και είναι το αντικείµενο στο οποίο όλοι επιστρέφουν κάθε τόσο. Είναι παράδειγµα νεφελώµατος εκποµπής – ένα νεφέλωµα που εκπέµπει το δικό του, ιδιότυπο φως.

Πώς προκύπτει αυτό το φως και το χρώμα του;

Σε κάθε νεφέλωµα εκποµπής φωλεύει ένας πολύ θερµός κυανός αστέρας (συνηθέστερα µια οµάδα από τέτοιους, όπως είναι οι τέσσερις αστέρες του Τραπεζίου στην καρδιά του Μ42), που έχει πρόσφατα σχηµατιστεί από το νέφος που τον περιβάλλει. Ο αστέρας εκπέµπει τεράστιες ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας στην καρδιά του νεφελώµατος. Τα άτοµα ουδέτερου υδρογόνου του νεφελώµατος απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία και φουσκώνουν από αυτή την ένεση ενέργειας. Ως αποτέλεσµα,τα άτοµα διαλύονται και σχηµατίζουν µια θάλασσα ελεύθερων ηλεκτρονίων και πρωτονίων, διαδικασία που ονοµάζεται ιονισµός, ο οποίος µετατρέπει το ουδέτερο υδρογόνο σε απλά ιονισµένο υδρογόνο, που συµβολίζεται Η-ΙΙ. Τα νεφελώµατα εκποµπής συχνά αποκαλούνται περιοχές Η-ΙΙ. Τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια τελικά επανασυνδέονται, για να σχηµατίσουν ουδέτερο υδρογόνο, αλλά, όταν τα αεικίνητα ηλεκτρόνια αιχµαλωτίζονται ξανά, αποβάλλουν το πλεόνασµα της ενέργειάς τους υπό τη µορφή ορατού φωτός ορισµένων µηκών κύµατος.

Έτσι, σε φωτογραφίες τα νεφελώµατα εκποµπής φαίνονται κόκκινα, ως αποτέλεσµα της εκποµπής φωτός στα 656,3 νανόµετρα, δηλαδή στην φασµατική γραµµή α του υδρογόνου, που βρίσκεται στο κόκκινο άκρο του φάσµατος. Στο προσοφθάλµιο, όµως, τα νεφελώµατα εκποµπής, αν εµφανίζουν κάποιο χρώµα, φαίνονται πρασινωπά. Το Μ42 είναι ακριβώς µια τέτοια περίπτωση. Το πράσινο χρώµα του οφείλεται εν µέρει στη γραµµή β του υδρογόνου, στα 486,1 νανόµετρα, αλλά κυρίως σε ένα ζεύγος γραµµών εκποµπής στα 500,7 και στα 495,9 νανόµετρα. Αυτές οι δύο γραµµές προέρχονται από οξυγόνο που έχει χάσει δύο από τα οκτώ του ηλεκτρόνια. Το διπλά ιονισµένο οξυγόνο συµβολίζεται Ο-ΙΙΙ.

Το γεγονός ότι τα νεφελώµατα εκπέµπουν φως σε συγκεκριµένα µήκη κύµατος καθιστά δυνατή τη χρήση φίλτρων –τα φίλτρα νεφελωµάτων επιτρέπουν τη διέλευση των επιλεγµένων µηκών κύµατος και αποκόπτουν όλα τα υπόλοιπα, βελτιώνοντας έτσι το κοντράστ µεταξύ αντικειµένου και ουρανού.

Αποσπάσματα από το βιβλίο “The backyard astronomer’s guide”, Εκδόσεις ΠΛΑΝΗΤΑΡΙΟ Θεσσαλονίκης