MESSIER 27 - HANTELENS TåGE

Send

Velkommen tilbage til Messier mandag! I vores løbende hyldest til den store Tammy Plotner kigger vi på den berømte og let plettede håndvægtnebula. God fornøjelse!

Tilbage i det 18. århundrede bemærkede den berømte franske astronom Charles Messier tilstedeværelsen af flere ”nebuløse genstande” på nattehimlen. Efter at have oprindeligt forvekslet dem med kometer, begyndte han at udarbejde en liste over dem, så andre ikke ville begå den samme fejl, som han gjorde. Med tiden ville denne liste omfatte 100 af de mest fantastiske genstande på nattehimlen.

Dette arbejde, der i dag er kendt som Messier Catalog, er blevet betragtet som en af de vigtigste milepæle i studiet af Deep Space Objects. En af disse er den berømte håndvægtnebula - også kendt som Messier 27, Apple Core Nebula og NGC 6853. På grund af dens lysstyrke ses den let med kikkert og amatørteleskoper og var den første planetariske tåge, der blev opdaget af Charles Messier.

Beskrivelse:

Denne lyse planetnebula er placeret i retning af Vulpecula-stjernebilledet i en afstand af ca. 1.360 lysår fra Jorden. Placeret i ækvatorplanet er denne tåge i det væsentlige en døende stjerne, der har kastet en skal af varm gas ud i rummet i cirka 48.000 år.

Den stjerne, der er ansvarlig, er en ekstremt varm blålig dværgstjerne, der udsender primært stærkt energisk stråling i den ikke-synlige del af det elektromagnetiske spektrum. Denne energi absorberes ved at begejstre nebulens gas og genudsendes derefter af tågen. Messier 27, særlig grønt glød (dermed kaldenavnet "Apple Core Nebula") skyldes tilstedeværelsen af dobbelt-ioniseret ilt i dets centrum, der udsender grønt lys ved 5007 Ångstrøm.

I mange år søgte jeg at forstå den fjerne og mystiske M27, men ingen kunne svare på mine spørgsmål. Jeg undersøgte det og lærte, at det var sammensat af dobbelt ioniseret ilt. Jeg havde håbet, at der måske var en spektral grund til det, jeg så år efter år - men stadig intet svar.

Som alle amatører blev jeg offer for "blænde feber", og jeg fortsatte med at studere M27 med et 12 ″ teleskop, og aldrig vidste, at svaret var lige der - jeg havde bare ikke tændt nok. Flere år senere, mens jeg studerede ved Observatoriet, så jeg gennem en vens identiske 12 ″-teleskop, og som tilfældigvis ville have brugt han omkring det dobbelte af den forstørrelse, som jeg normalt brugte på "håndvægten."

Forestil mig min totale forbløffelse, da jeg for første gang indså, at den svage centralstjerne havde en endnu svagere ledsager, der fik den til at se ud til at blinke! Ved mindre åbninger eller lav effekt blev dette ikke afsløret. Stadig kunne øjet “se” en bevægelse inden i tågen - den centrale, udstrålende stjerne og dens ledsager.

Som W.G. Mathews fra University of California udtrykte det i sin undersøgelse "Dynamisk udvikling af en model planetarisk tåge":

”Når gassen ved den inderste kant begynder at ionisere, udlignes trykket gennem tågen med et stød, der bevæger sig udad gennem den neutrale gas. Senere, når ca. 1/10 af den nebulære masse ioniseres, frigøres et andet stød fra den ioniserede front, og dette stød bevæger sig gennem den neutrale skal, der når den ydre kant. HH-gasens tæthed lige bag chokket er ret stor, og den udvendige gashastighed øges inden, indtil den når et maksimum på 40-80 km i sekundet lige bag chokfronten. Det projicerede udseende af tågen i dette trin har en dobbelt ringstruktur svarende til mange observerede planetarier. ”

R. E. Lupu fra John Hopkins har også foretaget undersøgelser af bevægelse, som de også offentliggjorde i en undersøgelse med titlen “Discovery of Lyman-alpha Pumped Molecular Hydrogen Emission in the Planetetary Nebulae NGC 6853 and NGC 3132”. Som de tydede og fandt, at de havde "signaturer med lav overfladelysstyrke i det synlige og nær infrarøde lys."

Men bevægelse eller ingen bevægelse, Messier 27 er kendt som en af de øverste "forurenere" af det interstellare medium. Som Joseph L. Hora (et al.) Fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics sagde i sin undersøgelse fra 2008 “Planetary Nebulae: Exposure the Top Polluters of ISM”:

”Det høje massetab for stjerner i deres asymptotiske gigantgren (AGB) -stadiet i udviklingen er en af de vigtigste veje for masseafkast fra stjerner til ISM. I den planetariske nebulae-fase (PNe) -fase lyses det udkastede materiale op og kan ændres af UV-strålingen fra den centrale stjerne. PNe spiller derfor en betydelig rolle i ISM-genvindingsprocessen og i at ændre miljøet omkring dem ...
”Et centralt led i genanvendelse af materiale til det interstellare medium (ISM) er fasen af stjernestatus fra Asymptotic Giant Branch (AGB) til den hvide dværgstjerne. Når stjerner er på AGB, begynder de at miste masse i en vidunderlig hastighed. Stjernerne på AGB er relativt kølige, og deres atmosfærer er et frugtbart miljø til dannelse af støv og molekyler. Materialet kan omfatte molekylært brint (H2), silicater og kulstofrige støv. Stjernen begår sit umiddelbare kvarter med disse skadelige emissioner. Stjernen brænder rent brintbrændstof, men i modsætning til et "grønt" brintkøretøj, der ikke udsender andet end vand, producerer stjernen ejekta af forskellige typer, hvoraf nogle har egenskaber, der ligner den fra sod fra en gasforbrændende bil. En betydelig del af det materiale, der returneres til ISM, går gennem AGB - PNe-stien, hvilket gør disse stjerner til en af de største forureningskilder for ISM.
”Imidlertid er disse stjerner endnu ikke færdige med deres stellar ejecta. Før den langsomme, massive AGB-vind kan slippe ud, begynder stjernen en hurtig udvikling, hvor den sammentrækkes, og dens overfladetemperatur stiger. Stjernen begynder at skubbe ud en mindre massiv, men høj hastighedsvind, der styrter ned i det eksisterende, rundt omliggende materiale, hvilket kan skabe et chok og en skal med højere densitet. Når den stjernede temperatur stiger, øges UV-fluxen, og den ioniserer gassen, der omgiver den centrale stjerne, og kan stimulere emissionen fra molekyler, varme støvet og endda begynde at bryde molekylerne og støvkornene fra hinanden. Objekterne er derefter synlige som planetnebler, hvor de udsætter deres lange historie med at sprøjte materiale ind i ISM og videreforarbejde ejecta. Der er endda rapporter om, at de centrale stjerner i nogle PNe muligvis engagerer sig i nukleosyntesen med henblik på selvberigelse, som kan spores ved at overvåge de grundlæggende forekomster i tågerne. Vi skal helt klart vurdere og forstå de processer, der foregår i disse objekter for at forstå deres indflydelse på ISM og deres indflydelse på kommende generationer af stjerner. ”

Observationshistorie:

Så chancerne er den 12. juli 1764, da Charles Messier opdagede denne nye og fascinerende klasse af genstande, han ikke rigtig havde en anelse om, hvor vigtig hans observation ville være. Fra sine noter om den aften rapporterer han:

”Jeg har arbejdet med undersøgelsen af tågerne, og jeg har opdaget en i stjernebilledet Vulpecula, mellem de to forpote, og meget tæt på stjernen i femte styrke, den fjortende af den konstellation, ifølge kataloget over Flamsteed: Man ser det godt i en almindelig refraktor på tre og et halvt fod. Jeg har undersøgt det med et gregoriansk teleskop, der blev forstørret 104 gange: det vises i en oval form; den indeholder ikke nogen stjerne; dens diameter er ca. 4 minutters bue. Jeg har sammenlignet den tåge med den nabostjerne, som jeg har nævnt ovenfor [14 Vul]; dens højre opstigning er afsluttet ved 297d 21 ′ 41 ″, og dens fald 22d 4 ′ 0 ″ nord. ”

Naturligvis ville Sir William Herschels egen nysgerrighed blive bedre af ham, og selvom han aldrig ville offentliggøre sine egne fund på et objekt, der tidligere var katalogiseret af Messier, holdt han sine egne private noter. Her er et uddrag fra bare en af hans mange observationer:

”1782, 30. september. Min søster opdagede denne tåge i aften ved at feje efter kometer; når vi sammenligner sin plads med Messiers tåge, finder vi, at det er hans 27. Det er meget nysgerrig med et sammensat stykke; formen på den, selvom den er oval, som M. [Messier] kalder det, er snarere delt i to; den er beliggende blandt et antal små [svage] stjerner, men med dette sammensatte stykke er der ingen stjerne synlige i den. Jeg kan kun få det til at bære 278. Det forsvinder med højere kræfter på grund af det svage lys. Med 278 er opdelingen mellem de to patches stærkere, fordi det mellemliggende svage lys forsvinder mere. ”

Så hvor fik Messier 27 sin berømte moniker? Fra Sir John Herschel, som skrev: ”Et meget ekstraordinært objekt; meget lys; en uopløselig tåge, formet noget som et timeglas, fyldt i en oval kontur med en meget mindre tæt tåge. Den centrale masse kan sammenlignes med en rygvirvel eller en stumklokke. Det sydlige hoved er tættere end det nordlige. En eller to stjerner set i den. ”

Det ville vare flere år og flere flere historiske astronomer, før Messier 27s sande natur endda ville antydes. På et niveau forstod de at det var en tåge - men det var først i 1864, da William Huggins kom med og begyndte at afkode mysteriet:

”Det er indlysende, at neblerne 37 H IV (NGC 3242), Struve 6 (NGC 6572), 73 H IV (NGC 6826), 1 H IV (NGC 7009), 57 M, 18 H. IV (NGC 7662) og 27 M. kan ikke længere betragtes som aggregeringer af soler efter den rækkefølge, som vores egen sol og de faste stjerner hører til. Vi har med disse objekter ikke længere at gøre med en særlig modifikation af vores egen soltype, men befinder os i nærvær af objekter, der har en distinkt og ejendommelig strukturplan. I stedet for et glødende, fast eller flydende legeme, der transmitterer lys af alle frigørelsesmuligheder gennem en atmosfære, der opfanger et bestemt antal af dem, som vores sol ser ud til at være, må vi sandsynligvis betragte disse genstande eller i det mindste deres fotooverflader, som enorme masser af lysgas eller damp. For det er alene fra stof i gasform, at det kun er kendt at udsendes lys bestående af visse bestemte opfriskbarheder, som det er tilfældet med lyset fra disse tåger. ”

Uanset om du nyder M27 som en af de mest fantastiske planetariske tåger på nattehimlen (eller som et videnskabeligt objekt), vil du 100% være enige i ordene fra Burnham: ”Observatøren, der tilbringer et par øjeblikke i stille overvejelser om dette tåge bliver gjort opmærksom på direkte kontakt med kosmiske ting; selv strålingen, der når os fra himmelens dybde, er af en type, der er ukendt på Jorden ... ”

Find Messier 27:

Når du først begynder, vil Messier 27 virke som et så undvigende mål - men med et par enkle himmel "tricks" vil det ikke vare længe, før du finder denne spektakulære planetnebula under næsten enhver himmelbetingelse. Den sværeste del er simpelthen at sortere alle stjernerne i området for at kende de rigtige til at sigte mod!

Den måde, jeg fandt nemmest at lære andre på, var at starte BIG. De korsformede mønstre i Cygnus- og Aquila-konstellationerne er lette at genkende og kan ses fra endda byområder. Når du har identificeret disse to konstellationer, går du mindre ved at lokalisere Lyra og den lille dragereform af Delphinus.

Nu har du cirkuleret rundt i området, og jakten på Vulpecula the Fox begynder! Hvad siger du? Du kan ikke skelne Vulpeculas primære stjerner fra resten af feltet? Du har ret. De skiller sig ikke ud som de burde, og at blive fristet til blot at sigte halvvejs mellem Albeireo (Beta Cygni) og Alpha Delphini er for meget af et spænd til at være nøjagtige. Så hvad skal vi gøre? Her kommer noget tålmodighed i spil.

Hvis du giver dig selv tid, begynder du at bemærke, at Sagitta-stjernene nogensinde er så lidt lysere end resten af feltstjernerne omkring det, og det vil ikke vare længe, før du vælger det pilemønster. I dit sind skal du måle afstanden mellem Delta og Gamma (8- og Y-formen på et søstermarkort) og derefter bare mål din kikkert eller finderscoop nøjagtigt den samme afstand, der ligger nord for Gamma.

Du finder M27 hver gang! I gennemsnitlig kikkert vil det fremstå som en uklar, ude af fokus stor stjerne i et stjernefelt. I findeskopet vises det måske slet ikke ... Men i et teleskop? Vær forberedt på at blive sprængt væk! Og her er de hurtige fakta om håndvægtsnebulaen til at hjælpe dig med at komme i gang:

Objektnavn: Messier 27
Alternative betegnelser: M27, NGC 6853, Hantelens tåge
Objekttype: Planetarisk tåge
Constellation: Vulpecula
Højre opstigning: 19: 59,6 (h: m)
deklination: +22: 43 (° C)
Afstand: 1,25 (kly)
Visuel lysstyrke: 7,4 (mag)
Tilsyneladende dimension: 8,0 × 5,7 (bue min)

Vi har skrevet mange interessante artikler om Messier Objects her på Space Magazine. Her er Tammy Plotners introduktion til Messier-objekter, M1 - Crab Nebula, M8 - Lagoon Nebula, og David Dickisons artikler om 2013 og 2014 Messier Marathons.

Sørg for at tjekke vores komplette Messier-katalog. Og for mere information, se SEDS Messier-databasen.

Kilder: