M57 - Mgławica Pierścień
| English version is here |
Mgławica Pierścień, umieszczona przez Messiera na 57 pozycji w jego katalogu (M57) jest jedną z najbardziej znanych mgławic planetarnych. Znajduje się w naszej własnej Galaktyce.
Przyjmuje się, że Mgławicę odkrył w styczniu 1779 roku francuski astronom Antoine Darquier de Pellepoix, jednak z najnowszych analiz wynika, że to Messier zaobserwował ją pierwszy - pod koniec stycznia, natomiast Darquier mógł ją zobaczyć dopiero w połowie lutego, co sam przyznał w liście do twórcy katalogu.
Na sferze niebieskiej M57 jest położona w granicach gwiazdozbioru Lutni Lira - jednej z charakterystycznych konstelacji nieba północnego, pięćdziesiątej drugiej co do wielkości. Na terenie Polski jest widoczna od wiosny do jesieni.
Lutnia była znana znana już w starożytności - rodowód jej nazwy jest grecki i wiąże się z mitem o Orfeuszu. Miał być on obdarzonym boskim talentem śpiewakiem, akompaniującym sobie na lutni (lirze) otrzymanej od swego ojca Apolla, a wynalezionej przez Hermesa i zbudowanej przez niego ze skorupy żółwia. Muzyka i śpiew Orfeusza miały czarować swym pięknem wszystkie stworzenia - jej urokowi nie oparli się nawet strażnicy świata podziemnego, dzięki czemu Orfeusz mógł tam dotrzeć, by ratować swoją żonę Eurydykę. Nawet Hades zgodził się uwolnić młodą kobietę ze swego królestwa, ale ostrzegł Orfeusza, by podczas drogi na powierzchnię nie oglądał się za siebie. Podczas marszu Orfeusz zapomniawszy jednak o tym, chcąc nacieszyć oczy widokiem ukochanej, odwrócił się i stracił ją na zawsze. Zrozpaczony artysta wędrował potem po Ziemi, grając na swej lutni. Orfeusz miał zginąć rozszarpany i wrzucony do rzeki przez Menady (bachantki), najprawdopodobniej na skutek zemsty Dionizosa z powodu odmowy wzięcia udziału w jego święcie. Jego lutnia i głowa, której usta wciąż jeszcze śpiewały, popłynęły z nurtem aż na wyspę Lesbos. Pochowano tam szczątki Orfeusza, a jego lutnia została zaniesiona do nieba przez Muzy i umieszczona pośród gwiazd.
Charakterystyczny równoległobok gwiazd tworzy kształt ramy niebiańskiego instrumentu. Alfą Lutni α Lyr jest Wega, piąta najjaśniejsza gwiazda na niebie o wielkości 0,03m. Jest to stosunkowo bliska nam - bo odległa jedynie o 25 lat świetlnych - biała gwiazda ciągu głównego należąca do typu widmowego A0. Jest około 37 razy jaśniejsza od Słońca, ma średnią temperaturę 9500°C. Jej masa wynosi około 2,15 M☉, a wiek około 471–700 milionów lat. Jest mniej więcej w połowie okresu syntezy wodoru w hel w jądrze. Możemy przewidywać, że za około 650 milionów lat zakończy życie jako biały karzeł, przechodząc uprzednio w czerwonego olbrzyma lub cefeidę. Jest to także jedna z pierwszych gwiazd, wokół których odkryto dysk pyłowy o niskiej temperaturze, około −180°C. Złożona struktura dysku z wyraźną wewnętrzną granicą stanowi pewną sugestię, że Wega może mieć własny układ planetarny. Obserwacje z użyciem koronografu w 2005 roku ograniczyły maksymalną masę ciał okrążających Wegę do 5–10 mas Jowisza.
Pozostałe cztery gwiazdy, tworzące charakterystyczny trapez, należą do trzeciej i czwartej wielkości gwiazdowej. Są to kolejno: Sulafat (γ Lyr), Szeliak (lub Sheliak, β Lyr), Delta δ2 Lyr i Zeta ζ Ly. Na Fot.1 zaznaczyłem także miejsce, gdzie należy szukać Mgławicy Pierścień.
Parametry fotografii 1:
- Canon EOS 60D
- czas ekspozycji: 30s
- ISO: 1500
- obiektyw: typu zoom
- przesłona: f/4 (najmniejsza możliwa w przypadku wykorzystanego obiektywu)
- statyw: głowica paralaktyczna z prowadzeniem w osi rektascencji, wyjustowana metodą dryfową z wykorzystaniem sterownika własnej konstrukcji.
Obserwacje
06.07.2021 - Jaworzno, ogród
warunki miejskie, wysoki poziom zanieczyszczenia światłem
Mimo niewielkiego zachmurzenia okazało się, że około północy zaistniała możliwość obserwacji rejonu Lutni. Mgławica Pierścień ma niewielkie wymiary kątowe (około 1,4' na 1,0') i jasność pozorną 8,8m, więc zdecydowanie nie jest możliwe zobaczenie jej gołym okiem. W dobrej lornetce można ją - przy ciemnym niebie - ujrzeć ją jako niewielką, rozmytą plamkę. Zastosowanie odpowiedniego teleskopu umożliwia zaobserwowanie jej kształtu. Natomiast dopiero wykorzystanie fotograficznej techniki rejestracji obrazu daje możliwość podziwiania struktury i barw tego obiektu.
Przyjmuje się obecnie, że Mgławica Pierścień znajduje się w odległości około 2,3 tysięcy lat świetlnych od Ziemi i zbliża się do nas z prędkością 19,2km/s. Obserwowane wymiary kątowe mgławicy wynoszą około 1,4 na 1,0 minut, co - przy założeniu wspomnianej odległości - odpowiada rzeczywistym wymiarom 1,9 na 1,3 roku świetlnego. Znając obecne wymiary obserwowane i szybkość ekspansji możemy z pewnym przybliżeniem oszacować wiek mgławicy na sześć do ośmiu tysięcy lat.
Masę materii tworzącej mgławicę jest zbliżona do 0,2M☉, co daje gęstość około 10 tysięcy cząstek na centymetr sześcienny. Dzięki badaniom spektroskopowym wiemy, że na każdy atom fluoru F przypada w tym obszarze przestrzeni międzygwiezdnej:
- 4250000 atomów wodoru H,
- 337500 atomów helu He,
- 2500 atomów tlenu O,
- 1250 atomów azotu N,
- 375 atomów neonu Ne,
- 225 atomów siarki S,
- 30 atomów argonu Ar,
- 9 atomów chloru Cl.
Centralny obszar mgławicy wygląda na ciemniejszy, gdyż emituje głównie promieniowanie UV. Wewnętrzne regiony pierścienia mają barwę zieloną pochodzącą od zjonizowanego tlenu, natomiast zewnętrzne, czerwone, zawdzięczają kolor wodorowi. Gwiazda centralna jest trudna do zaobserwowania, ale przy wykorzystaniu odpowiedniego sprzętu jest to możliwe.
Nazwa "mgławica planetarna" może być myląca, ponieważ ten typ mgławicy w zasadzie nie ma nic wspólnego z planetami. Jest to zaszłość historyczna - dawniejsi astronomowie nie mając jeszcze wystarczającej wiedzy na temat natury i sposobu powstawania tych obiektów przy ich nazewnictwie kierowali się jedynie cechami wizualnymi (obserwowaną jasnością, barwą, kształtem), które upodabniają ten rodzaj mgławic do tarcz odległych planet, przykładowo Neptuna.
Powstanie mgławic planetarnych jest związane z końcowymi etapami ewolucji gwiazd o masach rzędu 1-8 M☉. Ich wnętrze zapada się wtedy zamieniając w białego karła o masie do około 1,4M☉. W czasie tego procesu większość materii gwiazdy zostaje wypchnięta na zewnątrz i zasila ośrodek międzygwiazdowy. Kulista i cienka otoczka wokół gwiazdy powstaje w wyniku zagęszczania materii wywianej w początkowo powolnej i gęstej fazie wiatru gwiazdowego przez pojawiającą się później fazę wiatru rzadkiego, ale szybkiego. Gdy materii w tym zagęszczeniu jest już dużo, a gwiazda w środku staje się wystarczająco gorąca – kulista, odległa (średnio około pół roku świetlnego od gwiazdy) otoczka gwiezdna zaczyna świecić i na niebie pojawia się mgławica. Temperatura w gazie otoczki to typowo 10000°C. Mgławice nieustannie rozszerzają się i po stosunkowo krótkim - oczywiście mówimy tu o skali astronomicznej - czasie rzędu 10 tysięcy lat ich materia ulega tak znacznemu rozproszeniu w ośrodku międzygwiazdowym, że przestają świecić i być widoczne.
Parametry fotografii 2:
- sumaryczny czas ekspozycji: 30 minut (stack 15 klatek RAW po 120s, z wykorzystaniem odpowiedniej ilości klatek typu dark, bias i flat),
- ISO: 1600,
- aparat fotograficzny Canon EOS 600D,
- teleskop w systemie Maksutowa (100/1400), ekspozycja w ognisku głównym
- zastosowano filtr, pozwalający na zmniejszenie wpływu sztucznego zanieczyszczenia światłem i świecenia atmosfery
- statyw: głowica paralaktyczna z prowadzeniem w osi rektascencji, wyjustowana metodą dryfową z wykorzystaniem sterownika własnej konstrukcji.
Marek Ples