Tумaннocть Koшaчий Глaз
Туманность Кошачий Глаз выглядит как комбинация колец, сплетений и вихрей, которые действительно напоминают глаз кошки, глядящей на нас из бесконечно далекого космоса.
Туманность Кошачий Глаз выглядит как комбинация колец, сплетений и вихрей, которые действительно напоминают глаз кошки, глядящей на нас из бесконечно далекого космоса.
Она скрывается на границе созвездий Кассиопеи и Цефея в звёздных россыпях Млечного пути. В любительский телескоп средней силы туманность "Пузырь" вполне оправдывает свое название, благодаря практически правильной округлой форме. В эпоху её открытия (1787 год) похожие на неё туманности начали называть "планетарными" за сходство с видимым обликом далекой планеты Уран. Кстати, планету Уран и эту туманность открыл один и тот же астроном — Уильям Гершель. И он же придумал термин "планетарная туманность", который прижился в астрономии, хотя физической сути объектов, которые с ним соотносились, не передавал. Как на самом деле связаны туманности округлой формы (коих было обнаружено уже не мало) и планеты Солнечной системы? — да никак (быть может, только видом, да и то — с большой натяжкой).
Позже астрономы разгадали природу большинства туманностей, названных когда-то "планетарными" — это сброшенные оболочки звезд, прошедших этап эволюции красного гиганта, и превратившихся в белые карлики. Во время такого превращения внешние слои звезды её покидают, расширяясь в пространстве достаточно равномерно и сохраняя концентрическую структуру (хотя, всякое бывает, и существует немало планетарных туманностей самой причудливой формы). И "Пузырь" — туманность, обозначенная в каталоге как NGC 7635, тоже какое-то время продолжала считаться типичной "планетарной" — оболочкой умирающей звезды.
Но это оказалось не так. Природа туманности "Пузырь" (NGC 7635) совершенно иная.
Видимая голубоватая светящаяся сфера представляет собой фронт ударной волны, сформированный при встрече мощного звёздного ветра яркой массивной звезды с окружающим её веществом протяженной водородной туманности.
Все звезды излучают не только свет и другие разновидности электромагнитного излучения. С раскаленной поверхности звезд истекает горячее вещество этой звезды — так называемый "звездный ветер". Солнце тоже отправляет в пространство "звездный ветер", но мы его называем "солнечным ветром", хотя по сути солнечный и звездный ветер — это одно и то же. Все пространство в пределах Галактики пронизано звездными ветрами от самых разных звезд. Более массивные и яркие звезды создают более мощный звездный ветер. И его воздействие на окружающую среду становится буквально видимым. Горячее звездное вещество звезды сталкивается с более холодным газом межзвездной среды, и в месте их встречи вещество уплотняется, разогревается от удара еще сильнее, начинает светиться.
Между прочим, наше Солнце тоже своим солнечным ветром создает подобный пузырь. И внутренняя часть Солнечной системы находится внутри пузыря. Правда, Солнце не слишком яркая звезда, и её пузырь не такой заметный. Хотя его условная поверхность очень важна для нас, и имеет своё особое название. Астрономы используют термин "Гелиопауза" для границы "солнечного пузыря", на которой давление солнечного ветра и давления совокупного звездного ветра от окружающих нас звёзд сравнивается — где эти ветра встречаются, останавливая друг друга, создавая волну плотности межзвёздного вещества. Внутренняя часть этого пространства называется "Гелиосферой", и это среда нашего безопасного обитания — в ней мы защищены от галактической радиации, хотя, надо признать, именно поэтому мы мало что о ней знаем.
Радиус Гелиосферы составляет порядка 100 астрономических единиц, и все большие планеты Солнечной системы располагаются внутри неё, но некоторые объекты Пояса Койпера и так называемого "рассеянного диска", а также многие долгопериодические кометы оказываются за пределами "солнечного пузыря". Космический аппарат Вояджер-2 вышел за пределы Гелиосферы в 2007 году, и благодаря присылаемой им информации мы можем что-то узнать о том, что там — за пределами.
Но в масштабах межзвездных расстояний "солнечный пузырь" кажется довольно небольшим, раз даже космические аппараты Землян способны из него вылететь за несколько десятилетий. И вряд ли от ближайших к Солнцу звезд его ударная волна может выглядеть столь ярко.
Расположение туманности "Пузырь" среди звезд созвездий Кассиопеи и Цефея. Карта из программы Stellarium.
Другое дело, звезда, создавшая Туманность "Пузырь" в созвездии Кассиопеи — она по истине исполинская. Глазом она не видна (это светило 9-й звездной величины), но виной тому огромное расстояние, разделяющее нас и туманность "Пузырь" — около 8 тысяч световых лет. Практически все видимые глазом звезды расположены существенно ближе — в десятки раз, в сотни и тысячи ближе, чем звезда SAO 20575 — создательница "Пузыря".
Астрономы определили, что в момент своего рождения эта звезда была в 60 раз массивнее Солнца. Но за пару миллионов лет своего существования она потеряла четверть своей массы — масса ушла в "звездный ветер" и какой-то своей частью "осела" в оболочке "Пузыря". Именно потому "Пузырь" так хорошо виден издалека — на его создание ушло несколько масс Солнца.
Сейчас масса звезды SAO 20575 оценивается в 45 солнечных масс, а светимость в 500 тысяч раз превышает светимость Солнца. Окажись такая звезда на расстоянии Сириуса, и она сияла бы как полная Луна... только нас бы, тогда здесь не было, потому что Солнце и все планеты оказались бы в её пузыре, и жесткая радиация этой звезды не оставила бы жизни ни единого шанса, ведь это — голубой гигант, пик излучения которого приходится на ультрафиолетовую часть спектра и рентген. Кстати, есть подозрение, что перед нами звезда одного из редких типов — Вольфа-Райе — самых массивных и горячих звезд Вселенной. Но это пока не точно. В любом случае, это очень короткоживущая звезда, которая в значительной степени уже потратила свой запас водорода, и через несколько миллионов лет вспыхнет сверхновой.
Если размер "Солнечного пузыря" — Гелиосферы — составляет лишь пару сотен астрономических единиц, то туманность пузырь простирается в среднем на 3 световых года от своей звезды. Но можно заметить, что на астрофотоснимках породившая "Пузырь" звезда находится не в его центре, а как-то даже ближе к краю. Такая асимметрия — результат неоднородной плотности межзвездного вещества, окружающего звезду — в том направлении, где среда плотнее, стенка пузыря ближе к звезде — тут звездный ветер встретил существенное сопротивление среды гораздо раньше. И это тоже видно на фотографиях — именно с этой стороны к "Пузырю" как-буд-то тянутся яркие продолговатые структуры, напоминающие известные "Столпы творения" в туманности "Орёл" (созвездие Змеи).
Столь интересный объект не мог обойти своим вниманием космический телескоп имени Эдвина Хаббла. Фотография туманности "Пузырь" стала одним из самых популярных Хаббловских снимков. Его даже приурочили к 26-летию запуска телескопа.
Bubble Nebula NGC 7635 by Hubble Space Telescope
PS: Название "Пузырь" для данной туманности оказалось совсем не уникальным. На небе обнаружилось еще несколько "Пузырей" — Туманность "Мыльный Пузырь" (NGC 6888) в созвездии Лебедя и туманность "Пузырь Хаббла" (уже не телескопа, а просто — человека, Hubble 1925 I) в созвездии Стрельца. Я надеюсь, у нас будет случай поговорить и об этих "Пузырях".
Казалось бы, не в античные времена живем. И даже средние века давно миновали. Но Люди Земли продолжают настойчиво наполнять небеса живыми и порой даже одушевленными тварями. Конечно, уже не такими экзотическими, как бывало — Кентавров или Единорогов на небе больше не становится, зато насекомых там хоть отбавляй.
Планетарная туманность “Муравей” яркий пример того, как на небе появляются новые образования, которые получают совершенно удивительные названия. Впрочем, объекты явно того стоят.
Расположена туманность в созвездии Наугольник — большинство людей про него и не слышали даже. А увидеть его в средних северных широтах не представляется возможным — это “очень” южное созвездие, и относится к числу тех, которые появились на карте неба относительно недавно.
Расположение планетарной туманности «Муравей» на звездной карте в созвездии Наугольник
Астрономия добралась до этих звездных территорий с большим опозданием. Лишь когда в южном полушарии нашей планеты начали появляться серьезные обсерватории, и нашлись желающие провести значительную часть жизни вдали от дома ученые, южные созвездия начали основательно изучаться.
Donald Howard Menzel (April 11, 1901 – December 14, 1976)
Открыл эту туманность американский астроном Дональд Мензел в 1922 году — столетие назад, и занёс в свой каталог под номером 3 (Mz 3, Menzel 3 — более ни в каких каталогах эта туманность не значится, и альтернативных обозначений не имеет, поэтому уникальное, хоть и шуточное, название пришлось очень кстати).
Внимания больших телескопов туманность “Муравей” удостоилась лишь к концу XX столетия. Наверное тогда и получила своё название, ведь в любительский телескоп никакого муравья тут не разглядеть — туманность очень слабая. Вся её суммарная яркость соответствует блеску карликовой планеты Плутон (впрочем, Плутон тогда считался вполне нормальной планетой), с той лишь разницей, что Плутон виден в телескоп как точка, а туманность Муравей имеет видимые размеры сравнимые с угловыми размерами Юпитера — чуть менее одной угловой минуты в поперечнике. И вся яркость туманности “размазывается” по этой площади, от чего туманность кажется существенно тусклее Плутона.
Но если в вашем распоряжении есть телескоп с диаметром объектива 50 сантиметров, а лучше — метр, и вы отыщете объект “Menzel 3” среди звездных россыпей южного неба, вы наверняка увидите “Муравья” — голову, брюшко, непоседливую задницу, и вытянутые вперед и назад пары длинных лапок — самый настоящий Муравей!
А на самом деле там причудливой формы сброшенная оболочка умирающей звезды — точь-в-точь, как наше Солнце. Когда придет время, наше Солнце оставит после себя нечто похожее. Хотя, двух одинаковых планетарных туманностей во Вселенной нет, и Солнечная “могилка” обязательно будет чуть иная — уникальная.
Туманность “Муравей” произвела на современных астрономов сильное впечатление именно сложностью своей формы. И похоже, здесь дело не ограничилось лишь сбросом оболочки — уж очень причудливая форма туманности.
Изучая её форму, астрономы пришли к предположению, что до катаклизма (до превращения красного гиганта в белый карлик — с Солнцем будет всё то же — распухание до огромных размеров, а потом коллапс в крошечное раскаленное белое ядро с разбрасыванием материи во все стороны) умирающая звезда поглотила своего компаньона, который какое-то время даже двигался по своей привычной орбите, но уже в раскаленных внутренностях распухшей звезды. И это отразилось на форме сброшенной оболочки.
Ant Nebula, image credit: Judy Schmidt (CC BY 2.0)
Но это — лишь одна из версий. Согласно другой версии, спутник погибшей звезды уцелел, но во время сброса оболочки принял на себя значительную её часть, хотя для звезды это не слишком страшно. Гравитационное влияние этого спутника также сказалось на формировании неподражаемой формы туманности.
Более того! В причудливой структуре туманности астрономы усмотрели образование, не имеющее аналогий в структурах никаких других планетарных туманностей — так называемую “Чакру” (вот, еще одно название, вызывающее изумление). Тусклая фигура эллиптической формы, расположенная вокруг белого карлика, но — с заметным смещением, из-за чего непонятно как это “нечто” может существовать и не разрушаться.
Интерферометр VLT исследует центральную часть туманности "Муравей" и обнаруживает силикатно-пылевой диск вокруг звезды
Что и как конкретно там на самом деле случилось — это пока не известно, и на это было бы интересно посмотреть. Хотелось бы верить, что если в системе этих звезд были обитаемые планеты, то их жители не надеялись на Авось, попутно выясняя отношения друг с другом, а развивали науку и технологии, что в конечном итоге позволило им переселиться в окрестности какой-нибудь другой звезды, когда с их родной звездой случилась такая неприятность, отменить которую совершенно немыслимо.
Но случилось это не при нас. Планетарная туманность “Муравей” считается очень молодой, но это — по космическим меркам. Как понять, что это значит на человеческой шкале времени?
Я не нашел ни в одном из источников предполагаемый возраст туманности. Пришлось посчитать самому. Это несложный расчет, но он, к сожалению, даст очень приблизительную оценку возраста — из-за того, что основные характеристики туманности тоже определены не слишком точно. Например, в разных источниках сильно различается расстояние до туманности — 8 тысяч световых лет или 3 тысячи световых лет — это большая разница!
Нам известно это расстояние — пусть оно будет 8 тысяч световых лет. Известны угловые размеры туманности — это порядка 1 угловой минуты (и этот параметр тоже кое-где указан неверно, но это хотя бы удалось отследить). И самое главное: мы знаем скорость расширения туманности — 50 километров в секунду — это показал спектральный анализ, и этому можно верить.
Теперь нам нужно лишь посчитать, за сколько лет из объекта практически точечного размера с известной скоростью оболочка звезды расширится до известных нам габаритов. Конечно, в момент сброса оболочки её скорость была существенно выше, но она довольно скоро замедлилась, и большую часть своего существования туманность расширялась вот с такой характерной скоростью — 50 км/сек.
Я не буду приводить расчет — это школьная математика или ничего особенного в ней нет. Сообщу лишь, что приблизительное время, которое потребовалось веществу звезды для заполнения того объема, какой сейчас имеет туманность “Муравей” составляет 6 тысяч лет.
Мы могли ошибиться раза в полтора, максимум — в два. А значит, взорвалась и погибла звезда похожая на Солнце в созвездии Наугольника в период от 10 до 3 тысяч лет назад. Было бы интересно изучить летописи цивилизаций южно-американских индейцев, ведь расцвет этих государств приходится как раз на предполагаемое время вспышки этой звезды. Но пока ничего подобного астроархеологам на глаза не попадалось. Может быть звезда вспыхнула еще до того, как у этих народов появилась письменность, а может быть — в период их упадка, когда уже никакие летописи не велись.
Модернизация космического телескопа имени Эдвина Хабла посредством миссий челноков Space Shuttle
Все очень просто. Эта туманность — один из объектов, ставших визитной карточкой космического телескопа имени Хаббла. И хотя этот орбитальный телескоп последний раз фотографировал “Муравья” лишь в 1998-м году, в сети недавно начали всплывать его “портреты”.
Если присмотреться — качество снимка — ну, так себе — мы давно привыкли к более высокому. Но дело в том, что тогда телескоп имени Хаббла переживал не лучшие времена. Первые годы после запуска качество изображения он давал ниже всякой критики — из-за неправильно изготовленного главного зеркала. И чтобы это исправить, к телескопу в течении двух десятилетий было отправлено 5 ремонтных и модернизационных экспедиций. Для исправления формы главного зеркала был установлен специальный корректор, а сенсоры, которые принимали изображения с течением времени тоже были заменены на современные, качественные с более высоким разрешением.
Но “Муравья” Хаббл фотографировал еще между второй и третьей экспедициями обслуживания, а всего их было 5.
Сейчас Хаббл мог бы показать нам совсем другого “Муравья” — с большим количеством подробностей и в лучшем качестве. Но даже если бы телескопа не коснулся масштабный апгрейд, все равно за прошедшее время “Муравей” наверняка сильно изменился, ведь туманность расширяется, и расширяется быстро. Может быть с поверхности Земли это и не слишком заметно — атмосфера мешает увидеть изменения в форме и деталях, но орбитальный телескоп видит Вселенную без посредников — ему атмосфера не мешает. И может быть не случайно именно сейчас всплыли в сети старые Хаббловские снимки этой туманности. Кто знает, может быть вскоре будет предпринята попытка сфотографировать “Муравья” вновь.
Оригинальное изображение туманности «Муравей», сделанное космическим телескопом имени Эдвина Хаббла в 1998 году
Изучение планетарной туманности “Муравей” ведут независимо несколько научных центров, используя самые разные средства — от крупнейших наземных интерферометров до орбитальных обсерваторий. И этот интерес объясняется очень просто. Именно здесь лучше всего видно вероятное будущее нашего Солнца, а для всех людей на нашей планете Солнце — источник жизни и благополучия. И Вселенная как-будто позволяет нам заглянуть в будущее и по возможности к нему подготовиться.
А еще получит ачивку в профиль. Рискнете?
Фотография красивейшей туманности "Лагуна", от телескопа Хаббл
Взять с собой побольше вкусняшек, запасное колесо и знак аварийной остановки. А что сделать еще — посмотрите в нашем чек-листе. Бонусом — маршруты для отдыха, которые можно проехать даже в плохую погоду.
На самом деле, N44 - это не одна туманность, а комплекс эмиссионных туманностей, связанных сверхпузырём.
Диаметр N44 составляет 1000 св. лет, а расстояние до него — 160-170 тыс. световых лет. Структура туманности формируется под действием излучения группы из 40 мощных голубых звёзд, расположенных в центре. В итоге образовались пылевые «столбы», возможно скрывающие в себе рождающиеся звёзды.
Пустота («сверхпузырь») в центре туманности, согласно одной из версий, образовалась из-за ряда вспышек сверхновых среди группы светил, закончивших свой жизненный цикл примерно в одно время.