MESSIER 27 - THE DUMBBELL NEBULA - ดาราศาสตร์

Send

ยินดีต้อนรับกลับสู่ Messier วันจันทร์! ในการส่งส่วย Tammy Plotner อันยิ่งใหญ่ของเราเรามาดู Dumbbell Nebula ที่มีชื่อเสียงและเป็นที่สังเกตได้ง่าย สนุก!

ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 18 ชาร์ลส์เมสซีเยร์นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสผู้โด่งดังตั้งข้อสังเกตว่ามี“ วัตถุคลุมเครือ” หลายอย่างในท้องฟ้ายามค่ำคืน เมื่อเริ่มเข้าใจผิดว่าพวกเขาเป็นดาวหางเขาเริ่มรวบรวมรายชื่อของพวกเขาเพื่อที่คนอื่นจะไม่ทำผิดแบบเดียวกับที่เขาทำ ในเวลาต่อมารายการนี้จะรวมวัตถุที่ยอดเยี่ยมที่สุด 100 ชนิดในท้องฟ้ากลางคืน

รู้จักกันในชื่อ Messier Catalog งานนี้ได้ถูกมองว่าเป็นหนึ่งในเหตุการณ์สำคัญที่สำคัญที่สุดในการศึกษาวัตถุอวกาศห้วงลึก หนึ่งในนั้นคือ Dumbbell Nebula ที่โด่งดัง - หรือที่เรียกว่า Messier 27, Apple Core Nebula และ NGC 6853 เนื่องจากความสว่างของมันมันจึงถูกมองได้ง่ายด้วยกล้องส่องทางไกลและกล้องโทรทรรศน์มือสมัครเล่นและเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ดวงแรกที่ถูกค้นพบโดย Charles Messier

รายละเอียด:

เนบิวลาดาวเคราะห์ที่สว่างสดใสนี้ตั้งอยู่ในทิศทางของกลุ่มดาววัลเพคูล่าในระยะทางประมาณ 1,360 ปีแสงจากโลก เนบิวลานี้ตั้งอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรโดยพื้นฐานแล้วเป็นดาวฤกษ์ใกล้ตายที่ปล่อยก๊าซร้อนออกสู่อวกาศเป็นเวลา 48,000 ปี

ดาวฤกษ์ที่รับผิดชอบนั้นเป็นดาวแคระสีน้ำเงินที่มีความร้อนสูงมากซึ่งเปล่งรังสีคึกคักเป็นหลักในส่วนที่มองไม่เห็นของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า พลังงานนี้ถูกดูดกลืนโดยก๊าซของเนบิวลาที่น่าตื่นเต้นจากนั้นเนบิวลาจะถูกปล่อยออกมาอีกครั้ง Messier 27 เรืองแสงสีเขียวโดยเฉพาะ (ด้วยเหตุนี้ชื่อเล่น“ Apple Core Nebula”) เกิดจากการมีออกซิเจนที่มีประจุเป็นสองเท่าอยู่ตรงกลางซึ่งเปล่งแสงสีเขียวที่ 5007 อังสตรอม

เป็นเวลาหลายปีที่ฉันพยายามทำความเข้าใจกับ M27 ที่อยู่ไกลและลึกลับ แต่ไม่มีใครสามารถตอบคำถามของฉันได้ ฉันค้นคว้าและเรียนรู้ว่ามันประกอบไปด้วยออกซิเจนที่แตกตัวเป็นไอออนสองเท่า ฉันหวังว่าอาจจะมีเหตุผลที่ชัดเจนเกี่ยวกับสิ่งที่ฉันดูทุกปี - แต่ก็ยังไม่มีคำตอบ

ฉันกลายเป็นเหยื่อของ“ ไข้รูรับแสง” และฉันก็ยังศึกษา M27 ด้วยกล้องโทรทรรศน์ 12″ อย่างต่อเนื่องไม่เคยรู้เลยว่าคำตอบอยู่ตรงนั้น - ฉันเพิ่งจะไม่ได้รับพลังงานเพียงพอ หลายปีต่อมาขณะศึกษาที่หอดูดาวฉันกำลังดูผ่านกล้องโทรทรรศน์ 12 นิ้วที่เหมือนกันของเพื่อนและถ้าเป็นไปได้เขาจะใช้กำลังขยายประมาณสองเท่าที่ปกติฉันใช้ใน“ ดัมเบล”

ลองนึกภาพความประหลาดใจทั้งหมดของฉันในขณะที่ฉันตระหนักว่าเป็นครั้งแรกที่ดาวกลางจาง ๆ มีเพื่อนสนิทยิ่งกว่าซึ่งทำให้ดูเหมือนว่าจะกระพริบ! ที่ช่องรับแสงขนาดเล็กหรือใช้พลังงานต่ำสิ่งนี้ไม่ถูกเปิดเผย ถึงกระนั้นดวงตายังสามารถ“ มองเห็น” การเคลื่อนไหวภายในเนบิวลาซึ่งเป็นศูนย์กลางของดาวฤกษ์ที่เปล่งประกายและสหายของมัน

ดังที่ว. วชิรแมทธิวส์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียกล่าวไว้ในการศึกษาของเขาว่า "วิวัฒนาการพลวัตของเนบิวลาดาวเคราะห์จำลอง"

“ เมื่อก๊าซที่ขอบด้านในเริ่มที่จะแตกตัวเป็นไอออนความดันทั่วทั้งเนบิวลาจะถูกทำให้เท่ากันโดยการกระแทกซึ่งเคลื่อนออกไปด้านนอกผ่านก๊าซที่เป็นกลาง ต่อมาเมื่อประมาณ 1/10 ของมวล nebular ถูกทำให้เป็นไอออนจะเกิดการช็อตครั้งที่สองจากด้านหน้าที่แตกตัวเป็นไอออนและการกระแทกนี้จะเคลื่อนที่ผ่านเปลือกกลางไปถึงขอบด้านนอก ความหนาแน่นของก๊าซ HI หลังโช้คอัพมีขนาดค่อนข้างใหญ่และความเร็วของก๊าซภายนอกจะเพิ่มขึ้นภายในจนกว่าจะถึงสูงสุด 40-80 กม. ต่อวินาทีหลังโช้คหน้า การปรากฎของเนบิวลาในระยะนี้มีโครงสร้างวงแหวนสองชั้นคล้ายกับดาวเคราะห์ที่สำรวจหลายดวง”

R.E. Lupu ของ John Hopkins ได้ทำการศึกษาการเคลื่อนไหวด้วยเช่นกันซึ่งพวกเขาตีพิมพ์ในงานวิจัยเรื่องการค้นพบการค้นพบของ Lyman-alpha Pumped Molecular Hydrogen Emission ในดาวเคราะห์เนบิวล่า NGC 6853 และ NGC 3132“ ตามที่พวกเขาระบุและพบว่าพวกเขา "มีลายเซ็นความสว่างผิวต่ำในที่มองเห็นและใกล้อินฟราเรด"

แต่การเคลื่อนไหวหรือไม่มีการเคลื่อนไหว Messier 27 เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นหนึ่งใน "มลภาวะ" อันดับต้น ๆ ของสื่อระหว่างดวงดาว ดังที่โจเซฟแอลโฮรา (et al.) จากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนกล่าวในการศึกษาปี 2008 ของเขาเรื่อง“ เนบิวลาดาวเคราะห์: เผยให้เห็นผู้ก่อมลพิษสูงสุดของ ISM”:

“ อัตราการสูญเสียมวลสูงของดาวฤกษ์ในช่วงวิวัฒนาการของสาขา asymptotic ยักษ์ (AGB) เป็นหนึ่งในเส้นทางที่สำคัญที่สุดสำหรับการคืนมวลจากดาวไปยัง ISM ในเฟสของเนบิวล่าดาวเคราะห์ (PNe) วัสดุที่ถูกปล่อยออกมาจะถูกส่องสว่างและสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยรังสียูวีจากดาวกลาง PNe จึงมีบทบาทสำคัญในกระบวนการรีไซเคิล ISM และในการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมรอบตัวพวกเขา ...
“ กุญแจเชื่อมโยงในการรีไซเคิลวัสดุไปยัง Interstellar Medium (ISM) คือขั้นตอนของการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์จาก Asymptotic Giant Branch (AGB) ไปยังดาวแคระขาว เมื่อดาวอยู่บน AGB พวกเขาเริ่มสูญเสียมวลในอัตราที่มหาศาล ดาวบน AGB นั้นค่อนข้างเย็นและชั้นบรรยากาศของมันนั้นเป็นสภาพแวดล้อมที่อุดมสมบูรณ์สำหรับการก่อตัวของฝุ่นและโมเลกุล วัสดุสามารถรวมโมเลกุลไฮโดรเจน (H2), ซิลิเกตและฝุ่นละอองที่อุดมด้วยคาร์บอน ดาวฤกษ์นี้ก่อมลภาวะบริเวณใกล้เคียงกับการปล่อยสารพิษเหล่านี้ ดาวฤกษ์กำลังเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่สะอาด แต่ต่างจากยานไฮโดรเจน "สีเขียว" ที่ไม่มีอะไรเลยนอกจากน้ำดาวฤกษ์ก่อให้เกิดการคายประจุหลายประเภทซึ่งบางชนิดมีคุณสมบัติคล้ายกับเขม่าจากรถยนต์ที่เผาไหม้ด้วยแก๊ส เศษเสี้ยวที่สำคัญของวัสดุที่ส่งคืนไปยัง ISM จะต้องผ่านเส้นทาง AGB - PNe ทำให้ดาวเหล่านี้เป็นหนึ่งในแหล่งมลพิษที่สำคัญของ ISM
“ อย่างไรก็ตามดาวเหล่านี้ยังไม่ได้รับการกระทบกับดาวฤกษ์ ก่อนที่ลมจะพัดอย่างช้าๆ AGB ขนาดใหญ่ก็จะเริ่มต้นการวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วเมื่อมันหดตัวและอุณหภูมิพื้นผิวเพิ่มขึ้น ดาวฤกษ์เริ่มปล่อยลมที่มีขนาดใหญ่ แต่มีความเร็วสูงลงซึ่งจะชนกับวัสดุที่อยู่รอบดวงดาวซึ่งสามารถสร้างการกระแทกและเปลือกที่หนาแน่นมากขึ้น เมื่ออุณหภูมิของดาวฤกษ์เพิ่มขึ้นฟลักซ์รังสียูวีจะเพิ่มขึ้นและมันจะทำให้เกิดก๊าซที่ล้อมรอบดาวฤกษ์ศูนย์กลางและสามารถทำให้เกิดการปลดปล่อยจากโมเลกุลความร้อนฝุ่นและเริ่มแยกโมเลกุลและฝุ่นออกจากกัน จากนั้นวัตถุจะมองเห็นเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์เผยให้เห็นประวัติศาสตร์อันยาวนานของวัสดุที่พ่นเข้าไปใน ISM และประมวลผลการตกกระทบต่อไป มีรายงานว่าดาวกลางของ PNe บางดวงอาจมีส่วนร่วมในการสร้างนิวเคลียสเพื่อจุดประสงค์ในการเสริมสร้างตนเองซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยการตรวจสอบความอุดมสมบูรณ์ของธาตุในเนบิวลา เห็นได้ชัดว่าเราต้องประเมินและเข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นในวัตถุเหล่านี้เพื่อที่จะเข้าใจผลกระทบที่มีต่อ ISM และอิทธิพลของพวกเขาที่มีต่อดาวรุ่นต่อไปในอนาคต”

ประวัติความเป็นมาของการสังเกต:

ดังนั้นโอกาสอยู่ที่ 12 กรกฎาคม 1764 เมื่อ Charles Messier ค้นพบวัตถุที่น่าสนใจและใหม่ชั้นนี้เขาไม่มีเงื่อนงำว่าการสังเกตของเขาสำคัญแค่ไหน จากบันทึกของเขาในคืนนั้นเขารายงาน:

“ ฉันทำงานวิจัยเกี่ยวกับเนบิวลาและฉันค้นพบหนึ่งในกลุ่มดาว Vulpecula ระหว่างสองหน้าและใกล้ดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่อันดับที่สี่สิบสี่ของกลุ่มดาวนั้นตามที่แสดงไว้ในแค็ตตาล็อกของ Flamsteed มันอยู่ใน refractor ธรรมดาสามฟุตครึ่ง ฉันตรวจดูด้วยกล้องโทรทรรศน์เกรกอเรียนซึ่งขยาย 104 เท่า: มันปรากฏเป็นรูปวงรี มันไม่มีดาวใด ๆ เส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 4 นาที ฉันได้เปรียบเทียบเนบิวลานั้นกับดาวข้างเคียงซึ่งฉันได้กล่าวไว้ข้างต้น [14 Vul]; การขึ้นสวรรค์ที่ถูกต้องได้รับการสรุปที่ 297d 21 ′41″ และการลดลงของ 22d 4′ 0″ ทิศตะวันตกเฉียงเหนือ”

แน่นอนความอยากรู้อยากเห็นของ Sir William Herschel จะทำให้เขาดีขึ้นและถึงแม้ว่าเขาจะไม่เคยตีพิมพ์ผลการวิจัยของเขาเองบนวัตถุที่จัดหมวดหมู่โดย Messier แต่เขาก็จดบันทึกส่วนตัวของเขาไว้ นี่คือข้อความที่ตัดตอนมาจากหนึ่งในการสังเกตหลายอย่างของเขา:

“ 1782, 30 ก.ย. น้องสาวของฉันค้นพบเนบิวลานี้ในตอนเย็นเพื่อกวาดล้างดาวหาง เมื่อเปรียบเทียบสถานที่กับเนบิวล่าของเมสไซเออร์เราพบว่ามันเป็นของเขา 27 มันแปลกมากกับชิ้นประกอบ รูปร่างของมันแม้ว่าจะเป็นวงรีในขณะที่ M [Messier] เรียกมันว่ามันถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน มันตั้งอยู่ในหมู่ดาว [จาง ๆ ] จำนวนน้อย แต่ด้วยชิ้นสารประกอบนี้จึงไม่สามารถมองเห็นดาวดวงนี้ได้ ฉันทำได้แค่ 278 ครั้งมันหายไปพร้อมกับพลังที่สูงกว่าเนื่องจากแสงที่อ่อนกำลัง ด้วย 278 การแบ่งระหว่างแพทช์ทั้งสองนั้นแข็งแกร่งขึ้นเพราะแสงสลัวกลางหายไปมากกว่านี้”

ดังนั้น Messier 27 จึงได้มอนิเกอร์ชื่อดัง? จากเซอร์จอห์นเฮอร์เชลผู้เขียน:“ วัตถุที่พิเศษที่สุด; สว่างมาก; เนบิวลาที่ไม่ได้รับการแก้ไขรูปร่างคล้ายแก้วชั่วโมง - เต็มไปด้วยโครงร่างรูปไข่ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า nebulosity มวลส่วนกลางอาจเปรียบเทียบกับกระดูกสันหลังหรือใบ้ระฆัง หัวภาคใต้หนาแน่นกว่าภาคเหนือ มีดาวดวงหนึ่งหรือสองดวงที่เห็นอยู่ในนั้น”

อาจเป็นเวลาหลายปีและนักดาราศาสตร์ทางประวัติศาสตร์อีกหลายคนก่อนที่ธรรมชาติอันแท้จริงของเมสไซเออร์ 27 จะถูกบอกเล่า ในระดับหนึ่งพวกเขาเข้าใจว่ามันเป็นเนบิวลา แต่มันก็ไม่ถึงปี 1864 เมื่อ William Huggins เข้ามาและเริ่มถอดรหัสความลึกลับ:

“ เห็นได้ชัดว่าเนบิวล่า 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) และ 27 M. ไม่สามารถถูกมองว่าเป็นการรวมตัวของดวงอาทิตย์ได้อีกต่อไปหลังจากการที่ดวงอาทิตย์และดาวคงที่ของเราอยู่ เรามีวัตถุเหล่านี้ที่จะไม่แก้ไขเฉพาะดวงอาทิตย์ของเราเองอีกต่อไป แต่พบว่าตัวเราอยู่ในที่ที่มีวัตถุที่มีแผนโครงสร้างที่แตกต่างและแปลกประหลาด ในสถานที่ของร่างกายแข็งหรือของเหลวหลอดไส้แสงของ refrangibilities ทั้งหมดผ่านบรรยากาศที่ดักโดยการดูดซับจำนวนหนึ่งของพวกเขาเช่นดวงอาทิตย์ของเราเราจะต้องพิจารณาวัตถุเหล่านี้หรืออย่างน้อยพื้นผิวภาพถ่ายของพวกเขา เป็นมวลมหาศาลของก๊าซหรือไอที่ส่องสว่าง เพราะเป็นเรื่องเดียวจากสสารในสภาวะที่เป็นแสงที่ประกอบด้วยความแน่นอนบางอย่างเท่านั้นเช่นในกรณีของแสงของเนบิวล่าเหล่านี้จึงถูกปล่อยออกมา”

ไม่ว่าคุณจะสนุกกับ M27 ในฐานะหนึ่งในเนบิวลาดาวเคราะห์ที่ยอดเยี่ยมที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำ (หรือเป็นวัตถุวิทยาศาสตร์) คุณจะเห็นด้วย 100% กับคำพูดของ Burnham:“ ผู้สังเกตการณ์ที่ใช้เวลาสักครู่ในการไตร่ตรองอย่างเงียบ ๆ เนบิวลาจะทำให้ทราบถึงการสัมผัสโดยตรงกับสิ่งต่าง ๆ ในจักรวาล แม้แต่รังสีที่มาถึงเราจากส่วนลึกของท้องฟ้าก็เป็นสิ่งที่ไม่รู้จักบนโลก…”

ค้นหา Messier 27:

เมื่อคุณเริ่มแรก Messier 27 จะดูเหมือนเป็นเป้าหมายที่เข้าใจยาก - แต่ด้วยเทคนิค "ฟ้า" ง่ายๆมันจะไม่นานจนกว่าคุณจะพบเนบิวลาดาวเคราะห์ที่น่าทึ่งนี้ภายใต้สภาพท้องฟ้าใด ๆ ส่วนที่ยากที่สุดคือการจำแนกดาวทั้งหมดในพื้นที่เพื่อรู้ว่าวัตถุที่ถูกต้องมีจุดมุ่งหมาย!

วิธีที่ฉันพบว่าง่ายที่สุดในการสอนผู้อื่นคือการเริ่มต้นที่ยิ่งใหญ่ รูปแบบการตรึงกางเขนของกลุ่มดาว Cygnus และ Aquila นั้นง่ายต่อการจดจำและสามารถมองเห็นได้จากสถานที่ในเมือง เมื่อคุณระบุกลุ่มดาวทั้งสองนี้ได้แล้วคุณจะเล็กลงด้วยการหาไลราและเดลฟินัสที่มีรูปร่างเล็ก ๆ

ตอนนี้คุณได้วนรอบพื้นที่และการตามล่า Vulpecula the Fox เริ่มแล้ว! คุณพูดว่าอะไร คุณไม่สามารถแยกแยะดาวหลักของ Vulpecula จากส่วนอื่น ๆ ของสนาม คุณถูก. พวกเขาไม่โดดเด่นอย่างที่ควรจะเป็นและถูกล่อลวงให้มุ่งไปที่กึ่งกลางระหว่าง Albeireo (Beta Cygni) และ Alpha Delphini มากเกินไปที่จะแม่นยำ แล้วเราจะทำอย่างไร? นี่คือที่มาของความอดทน

หากคุณให้เวลาตัวเองคุณจะเริ่มสังเกตเห็นดวงดาวของ Sagitta สว่างกว่าดาวฤกษ์สนามอื่น ๆ เล็กน้อยและมันจะไม่นานจนกว่าคุณจะเลือกรูปแบบลูกศรนั้น ในใจของคุณวัดระยะห่างระหว่างเดลต้าและแกมม่า (รูปที่ 8 และ Y บนแผนที่ของช่องมองภาพ) จากนั้นเพียงเล็งกล้องส่องทางไกลของคุณหรือ finderscope ของคุณในระยะทางเดียวกันเนื่องจากทางตอนเหนือของแกมม่า

คุณจะพบ M27 ทุกครั้ง! โดยเฉลี่ยแล้วกล้องส่องทางไกลจะปรากฏเป็นดาวขนาดใหญ่คลุมเครือในดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ ใน finderscope มันอาจไม่ปรากฏเลย… แต่ในกล้องโทรทรรศน์? เตรียมพร้อมที่จะปลิวไป! และนี่คือข้อเท็จจริงโดยย่อเกี่ยวกับ Dumbbell Nebula เพื่อช่วยให้คุณเริ่มต้น:

ชื่อวัตถุ: Messier 27
การกำหนดทางเลือก: M27, NGC 6853, The Dumbbell Nebula
ประเภทวัตถุเนบิวลาดาวเคราะห์
นักษัตร: Vulpecula
เสด็จขึ้นสู่สวรรค์ขวา: 19: 59.6 (h: m)
การปฏิเสธ: +22: 43 (องศา: m)
ระยะทาง: 1.25 (kly)
ความสว่างของภาพ: 7.4 (mag)
มิติที่ชัดเจน: 8.0 × 5.7 (ส่วนโค้งนาที)

เราได้เขียนบทความที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับ Messier Objects ที่ Space Magazine นี่คือบทนำ Tammy Plotner ของ Messier Objects, M1 - The Crab Nebula, M8 - The Lagoon Nebula และบทความของ David Dickison ในปี 2013 และ 2014 Messier Marathons

ให้แน่ใจว่าได้ตรวจสอบ Messier Catalog ที่สมบูรณ์ของเรา และสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมตรวจสอบฐานข้อมูล SEDS Messier

แหล่งที่มา: