Наука и космос

Туманность Гантель

Еще в 18 веке прославленный французский астроном Шарль Мессье отметил наличие нескольких «туманных объектов» в ночном небе. Первоначально приняв их за кометы, он начал составлять их список, чтобы другие не совершили ту же ошибку, что и он. Со временем в этот список войдут 100 самых сказочных объектов ночного неба. Эта работа, известная сегодня как Каталог Мессье, стала одной из важнейших вех в изучении объектов глубокого космоса. Одной из них является знаменитая туманность Гантель – также известная как Объект Мессье 27, M 27, и NGC 6853. Благодаря своей яркости она легко просматривается в бинокль и любительские телескопы, и была первой планетарной туманностью, обнаруженной Шарлем Мессье

Описание

Эта яркая планетарная туманность расположена в направлении созвездия Лисички, на расстоянии около 1360 световых лет от Земли. Базирующаяся в экваториальной плоскости, туманность Гантель, по сути, является умирающей звездой, которая выбрасывает в космос облака горячего газа в течение примерно 48 000 лет. Это чрезвычайно горячая голубоватая субкарликовая звезда, которая излучает в основном высокоэнергетическое излучение в невидимой части электромагнитного спектра. Ее энергия поглощается за счет возбуждения газа туманности, а затем повторно излучается.

Особое зеленое свечение Мессье 27  обусловлено наличием в ее центре дважды ионизованного кислорода, который излучает зеленый свет при 5007 Ангстрем.

Личные наблюдения

В течение многих лет я пытался понять далекий и загадочный М27, но никто не мог ответить на мои вопросы. Я исследовал его и узнал, что он состоит из дважды ионизированного кислорода. Я надеялся, что, может быть, была спектральная причина того, что я видел год за годом, – но до сих пор ответа нет.

Как и все любители, я стал жертвой «апертурной лихорадки» и продолжал изучать M27 с помощью 12-дюймового телескопа, так и не поняв, что ответ был прямо под носом.

Несколько лет спустя, учась в Обсерватории, я смотрел через идентичный 12-дюймовый телескоп друга, и, по случайности, он использовал увеличение, примерно в два раза превышающее то, которое я обычно использовал на «Гантелях».

Вообразите мое полное изумление, когда я впервые осознал, что у слабой центральной звезды был еще более слабый спутник, из-за которого она, казалось, подмигивала! При меньших апертурах или малой мощности это не было видно. Тем не менее, глаз мог «видеть» движение внутри туманности – центральную сияющую звезду и ее спутника.

Как сказал WG Mathews из Калифорнийского университета в своем исследовании «Динамическая эволюция модельной планетарной туманности»:

«Когда газ на внутренней границе начинает ионизироваться, давление во всей туманности выравнивается ударом, который движется наружу через нейтральный газ. Позже, когда около 1/10 массы туманности ионизируется, второй ионизирующий удар освобождается от ионизированного фронта, и этот удар перемещается через нейтральную оболочку, достигая внешнего края.

Плотность газа HI непосредственно за ударной волной довольно велика, и внешняя скорость газа увеличивается внутри, пока не достигнет максимума 40-80 км в секунду сразу за ударной линией. Прогнозируемое появление туманности на этой стадии имеет двойную кольцевую структуру, похожую на многие наблюдаемые планетарные».

Р. Э. Лупу из университета Джона Хопкинса также провел исследования этого движения, которые он опубликовали в исследовании под названием «Открытие эмиссии молекулярного водорода с перекачкой лимана-альфа в планетарных туманностях NGC 6853 и NGC 3132». Он обнаружили, что они «имеют сигнатуры с низкой поверхностной яркостью в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне».

Мессье 27 известен как один из главных «загрязнителей» межзвездной среды.

«Высокие скорости потери массы звезд на стадии эволюции их асимптотической гигантской ветви (AGB) являются одним из наиболее важных путей возврата массы от звезд к ISM. В фазе планетарных туманностей (PNe) выброшенный материал освещается и может быть изменен ультрафиолетовым излучением центральной звезды. Поэтому PNe играют важную роль в процессе утилизации ISM и в изменении окружающей их среды …».

Джозеф Л. Хора (и др.) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в своем исследовании 2008 года «Планетарные туманности: выявление главных загрязнителей МСМ»

«Ключевым звеном в рециркуляции материала в Межзвездную среду (ISM) является фаза эволюции звезды от Асимптотической гигантской ветви (AGB) до звезды белого карлика. Когда звезды на AGB, они начинают терять массу с невероятной скоростью. Звезды на AGB относительно прохладны, и их атмосфера является благоприятной средой для образования пыли и молекул. Материал может включать молекулярный водород (H2), силикаты и богатую углеродом пыль. Звезда загрязняет свое непосредственное соседство этими вредными выбросами. Звезда сжигает чистое водородное топливо, но в отличие от «зеленого» водородного транспортного средства, которое не производит ничего, кроме воды, звезда производит выбросы различных типов, некоторые из которых имеют свойства, подобные свойствам сажи из автомобиля, работающего на газе.

«Тем не менее, эти звезды еще не выдохлись. Прежде чем медленный, массивный ветер AGB сможет уйти, звезда начинает быструю эволюцию, где она сжимается, и температура ее поверхности увеличивается. Звезда начинает выбрасывать менее массивный, но высокоскоростной ветер, который врезается в существующий околозвездный материал, что может создать удар и оболочку с более высокой плотностью.

Когда звездная температура увеличивается, ультрафиолетовый поток также увеличивается, он ионизирует газ, окружающий центральную звезду, и может возбуждать излучение молекул, нагревать пыль и даже начинает разрушать молекулы и частицы пыли.

Затем объекты становятся видимыми в виде планетарных туманностей, выставляя свою долгую историю извержения материала в ISM и дополнительно обрабатывая выброс. Есть даже сообщения о том, что центральные звезды некоторых PNe могут участвовать в нуклеосинтезе в целях самообогащения, что можно проследить, отслеживая содержание элементов в туманностях. Ясно, что мы должны оценить процессы, происходящие в этих объектах, чтобы понять их влияние на ISM и на будущие поколения звезд».

История наблюдений

Таким образом, есть вероятность, что 12 июля 1764 года, когда Шарль Мессье обнаружил этот новый и захватывающий класс объектов, он на самом деле не имел ни малейшего понятия, насколько важным будет его наблюдение. Из его записей той ночи он сообщает:

«Я работал над исследованием туманностей и обнаружил одно в созвездии Vulpecula, между двумя передними лапами и очень близко к звезде пятой величины, четырнадцатое из этого созвездия, согласно каталогу Flamsteed – в обычном рефракторе три фута с половиной. Я исследовал его с помощью григорианского телескопа, который увеличивает в 104 раза: он выглядит как овал; не содержит звезд; его диаметр составляет около 4 минут дуги. Я сравнил ту туманность с соседней звездой, о которой упоминал выше [14 Вул]; его прямое восхождение было завершено в 297d 21 ′ 41 ″, а его склонение 22d 4 ′ 0 ″ север».

Сэр Уильям Гершель никогда не опубликует свои результаты по объекту, ранее каталогизированному Мессье, но он вел свои личные заметки. Вот выдержка из одного из его многочисленных наблюдений:

1782 год, 30 сентября. Моя сестра обнаружила эту туманность сегодня вечером; …форма его, хотя и овальная, как ее называет М. Мессье, скорее разделена на две части; он расположен среди множества маленьких [слабых] звезд, но с этим составным куском ни одна звезда не видна в нем. Я могу только заставить его нести 278. Он исчезает с более высокими силами из-за его слабого света. С 278 разделение между двумя пятнами становится сильнее, потому что промежуточный слабый свет больше исчезает ».

Так откуда же туманность Мессье 27 получила свое знаменитое прозвище? От сэра Джона Гершеля, который написал: «Самый необычный объект; очень яркий; неразрешенная туманность, похожая на песочные часы, заполненная овальными очертаниями с гораздо менее плотной туманностью. Центральную массу можно сравнить с позвонком или гантелей. Южная голова более плотная, чем северная. В нем видны одна или две звезды.

Прошло еще много лет и в 1864 году Уильям Хаггинс начал расшифровывать тайну туманности:

«Очевидно, что туманности 37 H IV (NGC 3242), Струве 6 (NGC 6572), 73 H IV (NGC 6826), 1 H IV (NGC 7009), 57 М, 18 H. IV (NGC 7662) и 27 М. больше не могут рассматриваться как совокупности солнц после того порядка, которому принадлежит наше собственное солнце и неподвижные звезды. Мы имеем дело с этими объектами не со специальной модификацией только нашего собственного типа солнц, но оказываемся в присутствии объектов, обладающих четким и своеобразным планом строения.

Вместо раскаленного твердого или жидкого тела, пропускающего свет всех преломляющих свойств через атмосферу, которая перехватывает путем поглощения определенное их количество, такое как наше Солнце, мы, вероятно, должны рассмотреть эти объекты или, по крайней мере, их фотоповерхности, как огромные массы светящегося газа или пара».

Независимо от того, наслаждаетесь ли вы M27 одной из самых превосходных планетарных туманностей на ночном небе или изучаете ее как научный объект, вы на 100% согласитесь со словами Бернхэма:

«Наблюдатель, который проводит несколько минут в спокойном созерцании этой туманности, понимает, что даже излучение, достигающее нас с небесных глубин, имеет неизвестный на Земле тип… »

Краткие факты о туманности Гантель

  • Название объекта: Мессье 27
  • Альтернативные обозначения:NGC 6853, Туманность Гантель, M27
  • Тип объекта: Планетарная туманность
  • Созвездие: Vulpecula
  • Прямое восхождение: 19: 59,6 (ч: м)
  • Склонение: +22: 43 (град: м)
  • Расстояние: 1,25 ( kly)
  • Визуальная Яркость: 7.4 (mag)
  • Размер: 8.0 × 5.7 (мин. дуги)

Вы можете обсудить эту статью на нашем форуме, достаточно нажать на кнопку ниже.

Метки
Обсудить статью на форуме

Администратор

Впереди еще много нового!

Related Articles

Back to top button
Close