Klejnoty z kosmicznej szkatuły – gromada otwarta Messier46

Cacko z niespodzianką, a nawet z dwiema. Otwarta gromada gwiazd, migocząca setkami różnokolorowych światełek, to widok zwyczajny. Ale żeby na jej obszarze istniała mgławica planetarna? Taki widok jak na zdjęciu, na pierwszy rzut oka sugeruje wspominany wniosek. Na tle gwiazd widać wyraźnie pierścionek materii, świecący w dziwnych, zielonkawo-czerwonawych odcieniach.

Żeby jednak upewnić się, czy rzeczywiście mamy do czynienia z mgławicą planetarną, czyli pozostałością po gwieździe typu Słońca, należy wykonać pomiary jej światła w liniach H-alfa oraz OIII. Gaz tworzący taka mgławicę jest rzadki oraz zimny, a to, że możemy taką mgławicę dostrzec, zawdzięczamy zjawisku fluorescencji. Promieniowanie ultrafioletowe białego karła, który najczęściej tkwi wewnątrz mgławicy – niekoniecznie w środku – jonizuje atomy gazu. Po rekombinacji powracające do niższych stanów energetycznych atomy wodoru emitują promieniowanie o długości fali 656 nanometrów – nazywamy to linią H-alfa. Podobnie atomy dwukrotnie zjonizowanego tlenu są źródłem promieniowania o długościach fali 493, 496 i 501 nanometrów, które sumarycznie określane jest jako zielono-niebieska linia tlenu. Jeżeli uda się stwierdzić obecność takiego promieniowania, to patrzymy właśnie na mgławicę planetarną.

To jest suma zdjęć wykonanych przy pomocy dwóch filtrów – filtru H-alfa oraz filtru OIII. Same obrazy pochodzące z kamery były oczywiście czarno-białe, ale zabarwiłem je zgodnie z tym, jak moglibyśmy je widzieć przystawiając oko do okularu teleskopu. Sposób na przyporządkowanie długości fali do odpowiadającego jej koloru w konwencji RGB znajdziecie na przykład tutaj.

Zatem ta struktura w kształcie pierścienia jest rzeczywiście mgławicą planetarną, pozostaje tylko rozstrzygnąć pomiędzy trzema możliwościami:

  • Mgławica znajduje się bliżej aniżeli gromada otwarta gwiazd
  • Mgławica należy do gromady otwartej
  • Mgławica leży dalej aniżeli gromada otwarta.

Wydaje się, że dobrym sposobem będzie po prostu dokonanie pomiaru odległości do obu obiektów. W wypadku astronomii, zwłaszcza amatorskiej, jest to bardzo trudne, o ile w ogóle wykonalne. Posłużymy się zatem prostym rozumowaniem, bazującym na porównaniu ich rozmiarów kątowych. Gromady otwarte gwiazd to duże obiekty, odległości pomiędzy poszczególnymi należącymi do nich gwiazdami liczą sobie dziesiątki lat świetlnych. Mgławice planetarne z kolei, które są krótkotrwałym zjawiskiem związanym z ewolucją gwiazd typu Słońca, z natury rzeczy nie mogą być wielkie – ich promienie wynoszą zaledwie kilka lat świetlnych, co dosyć łatwo uzasadnić. Zatem odrzucamy możliwość drugą i trzecią i przyjmujemy, że mgławica NGC 2438 leży kilkakrotnie bliżej nas aniżeli gromada otwarta M46. Kwerenda w katalogach astronomicznych potwierdza ten wniosek – odległość do M46 to pięć tysięcy lat świetlnych, zaś nasza mgławica leży ponad trzykrotnie bliżej. Na zdjęciu zaznaczyłem rozmiary liniowe obu obiektów, wyskalowane dla odpowiednich odległości od obserwatora.

Czy to znaczy, że w otwartych gromadach gwiazd nie ma mgławic planetarnych? Przecież do ich powstania potrzebne są długie miliardy lat ewolucji mało masywnych gwiazd, a gromady otwarte żyją poniżej jednego miliarda. A jednak w naszej gromadzie, której wiek oceniany jest na 250 milionów lat, dostrzeżono tworzącą się na naszych oczach mgławicę protoplanetarną. Nazwano ją „Mgławicą Tykwa” z racji wydłużonego kształtu, zaś w katalogach widnieje pod techniczną nazwą OH 231.84 +4.22. Jej położenie zaznaczyłem ją kółeczkiem na kolejnym zdjęciu.

Na razie nie przekracza ona rozmiarem jednego roku świetlnego. Ale ciągle rośnie i już za tysiąc lat zostanie w pełni rozwiniętą mgławicą planetarną. Skąd jednak pewność, że należy ona do gromady M46? Otóż zmierzono prędkość radialną oraz ruch własny jej gwiazdy centralnej i stwierdzono dużą zgodność z tymi parametrami gwiazd tworzących gromadę.

Dodaj komentarz