Címke: mély-ég

M3 – LRGB változat

2014-06-04 – Göd – 84 x 14 sec Luminance, 20 x 14 sec R, 20 x 14 sec G, 20 x 14 sec B és 15 x 14 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera, Astronomik RGBL fotografikus szűrőszett

Az M3 gömbhalmazt 1764. május 3-án fedezte fel Charles Messier a Vadász Ebek (Canes Venatici) csillagképben. Arra készültem, hogy napra pontosan 250 évvel később készítek is egy felvételt erről a csodás halmazról. Az ember hiába tervez azonban, az időjárás a nagyobb úr. A felhők fölött nincs hatalmam, így belenyugodtam abba, hogy ebből már nem lesz kerek évfordulós felvétel.

Az M3 felfedezése után Messier életében is jelentős fordulat állt be. Még 1758. szeptember 12-én fedezte fel az M1-et (Rák-köd), majd két év telt el a második objektumig, mely a Vízöntő (Aquarius) csillagképben található M2 gömbhalmaz volt. Ezután újabb évek teltek el, mire az M3-at felfedezte. Ez volt az első olyan objektuma, melyet valóban ő pillantott meg először és nem újrafelfedezésről volt szó. Innentől kezdve felgyorsultak az események, és a következő 7 hónapban feljegyzésre került még 37 objektum. Mi lehetett ennek az oka? Miért fedezett fel az első 6 évben csak hármat? Miért volt annyira termékeny az ezt következő 7 hónap? A lehetséges válaszok megfogalmazásához fontos tudni, hogy 1758 és 1764 között 5 üstököst is felfedezett. Valószínű, hogy ezekkel az általa kezdetben üstökösnek vélt objektumokkal már mind találkozott ebben a roppant aktív megfigyelői periódusában. Később pedig visszatérhetett azokhoz, melyeket első megpillantáskor még üstökösnek vélt, hogy feljegyezze pozíciójukat, leírást készítsen, és katalógusba foglalja azokat. Az is hozzátartozik az igazsághoz, hogy amikor egyre másra akadt rá olyan dolgokra az égen, melyekről kiderült, hogy mégsem üstökösök, elhatározta, átnézi mások korábban összeállított katalógusait is. Így próbálta elkerülni, hogy valami megtévessze a Naprendszer csóvás vándorainak keresése közben. Átnézte Hevelius, Halley, Maraldi, de Cheseaux, LeGentil, és Lacaille katalógusait. Ezeket az objektumokat is szerepeltette saját katalógusában, ha az megfelelt annak a kritériumnak, hogy ködös volt a megjelenése. Természetesen arról is készített feljegyzést, ha nem találta meg valamelyik objektumát az előbb felsorolt katalógusoknak. Talán tudományos karrierjének emelkedése is nagy szerepet játszott abban, hogy 7 hónap alatt háromtagúról negyvenesre hízott a katalógusa. 1764-ben a Tudományos Akadémia tagságára jelölték, 1765-ben Királyi Természettudományos Társaság tagjának választották. 1769-ben megtalálta a C/1769 P1 fényes periodikus üstököst.  Még ebben az évben a Svéd Akadémiának is tagja lett. Viszonylag rövid idő alatt az akkori csillagászati élet ismert szereplőjévé vált. Az a tény, hogy elismert csillagász lett, minden bizonnyal újabb felfedezésekre és publikációkra buzdította. Így került kiadásra katalógusának első fele 1770-ben, mely az 1764-ig katalogizált 40 objektumát tartalmazta, és még plusz öt könnyen láthatót, melyet mások fedeztek fel.

Messier még ködös objektumként írta le a gömbhalmazt:

„A ködöt a Bootes és Hevelius egyik Vadász Ebe között fedeztem fel. Nem tartalmaz csillagokat. Közepe ragyogó, fénye fokozatosan csökken, kör alakú.”

Az írások tanúsága szerint 1784 környéke volt azaz év, amikor William Herschel először csillagokra bontotta. Így ő látta először a halmazt saját mivoltában, vagyis a központja felé sűrűsödő csillagok sokaságaként.

Távcsőben az M3 véleményem szerint az M13 után a második leglátványosabb gömbhalmaza az északi égboltnak. Talán csak azért keresik fel kevesebben, mert egy árnyalattal nehezebb rátalálni az M13-hoz képest. Pedig valójában nem is ördöngösség. A gömbhalmaz 6.2 magnitúdós és 18 ívperces méretet szoktak rá megadni, ebből a fényes mag úgy 5-6 ívperc körüli. Amatőr műszerekkel körülbelül 12 ívmásodpercesnek látszik. Ezen tulajdonságainak köszönhetően biztosan felismeri az ember, amikor távcsövével célhoz ér. A legegyszerűbb, ha az Arcturus-tól (α Boo) egy képzeletbeli egyenes mentén elindulunk a Cor Caroli (α CVn) felé. Már majdnem félúton ráakadunk erre a feltűnő gömbhalmazra. Akár egy binokulárral is megpróbálkozhatunk a megkeresésével. Saját tapasztalatom szerint, egy 10×50-es, vagy 20×60-as binokulárral kicsiny ködös csillag benyomását kelti. Saját távcsövem keresőjében szintén ilyen a megjelenése. Eltéveszthetetlen.

Az M3 az Arcturus-tól (α Boo) egy képzeletbeli egyenes mentén a Cor Caroli (α CVn) felé majdnem félúton található.

Tejútrendszerünkben, a galaxis síkjától 31600 fényévnyire, északra helyezkedik el, míg annak magjától durván 38800 fényév választja el. Mi, amikor távcsővel szemléljük, akkor 33900 fényévnyi távolságba tekintünk, és egyben ugyanennyi évet vissza a múltba.

Az M3 elhelyezkedés a galaxisban. A kis sárga pötty a Napunkat, a kékkel bekarikázott sárga folt az M3-at jelöli.

Az M3 a Tejútrendszer nagyjából 150 ismert gömbhalmaza közül az egyik legnagyobb tömegű és egyben az egyik legfényesebb is. Gondoljunk csak bele, hogy ilyen távolságból is 6.2 magnitúdósnak látszik. Ebből kiszámolható, hogy -8.93 magnitúdós az abszolút fényessége. Olyan, mintha 300000 Nap fényével ragyogna. A kutatók szerint nagyjából félmillió csillagból áll.

Az M3 mérete körülbelül 180-220 fényév. A méretét több módszerrel is megpróbálták meghatározni. Ez egyfelől a távolság és az égen látszó méret ismeretében számolható ki. Nézzük először is a látszólagos méret kérdését. Elsőre fel sem merül az emberben, hogy ez egyáltalán tényleg kérdés lehet. Pedig nem is olyan egyszerű meghatározni mekkora is a kiterjedése egy gömbhalmaznak az égen. Csak nézzünk rá a felvételemre. Hol a pereme? Fontos megemlítenem, hogy ezen a teljes gömbhalmaznak csak egy része látszik, az valójában ennél nagyobb. A külső csillagok már beleolvadnak nálam a háttérbe. De a jelenség fellép nagy távcsövek esetén is, csak ott a magtól távolabb vesznek bele a halmaztagok az égi háttérbe. Ennek az a magyarázata, hogy a halmaz külső részén a csillagok sűrűsége már extrém módon lecsökken a belsőbb régióhoz képest. Ahhoz, hogy a halmaz külső leghalványabb tagjait is azonosítani lehessen, profi távcsövek, hosszú expozíciós idő és kifinomult módszerek kellenek. A különböző vizsgálatok alapján valahol 18 ívperc körül lehet az M3 látszólagos mérete, de van olyan kutató, aki 20 ívpercet mond a saját megfigyelései és mérései alapján. A méretet tekintve azért a különböző eredmények jó egyezéseket mutatnak. Nézzük a távolság kérdését. Az M3 is, akár a többi gömbhalmaz, bővelkedik RR Lyrae változócsillagokban. Ezen halmazváltozóknak is nevezett csillagok pulzációs periódusa és abszolút fényességük között pedig reláció áll fent, így tökéletesek távolság meghatározására, akár csak a Cepheida változók. Amennyiben e változócsillagok segítségével meghatároztuk a távolságot, már csak egyszerű matematika a látszó méretből a valódi méret kiszámítása.

A másik módszer a méret meghatározására azon alapszik, hogy a kutatók megpróbálják megmondani, mekkora régióban uralkodik a gömbhalmaz gravitációs tere. Az ezen kívül eső csillagok már meg tudnak szökni a halmazból. Pontosabban, a galaxis árapály keltő hatása révén ezt le tudja szakítani a halmazról. Az M3 igen elnyúlt pályán (e=0.55) kering a galaxis centruma körül annak a halójában. Keringése folyamán, a legtávolabbi pontján 66000 fényévre kerül a galaxis magjától és 49000 fényévre is eltávolodik a galaxis síkjától. Pályájának legközelebbi pontja a galaxis magjához pedig 22000 fényév. E közelség esetén a legkisebb az a térfogat, ami felett a gömbhalmaz gravitációja uralkodik, vagyis amiben még képes megtartani a csillagait. Ennek a területnek az átmérője számítások szerint ilyenkor valamivel kevesebb, mint 200 fényév. Ebből az következik, hogy az M3 mérete valamivel 200 fényév alatt lehet.

Az 500000 csillag tehát közel 200 fényéves területen oszlik el. A csillagok sűrűsége pedig folyamatosan csökken a gömbhalmaz magjától távolodva, ahogy ezt már fentebb is írtam. A halmaz magja roppant sűrű és viszonylag kicsi. Mérések szerint az átmérője 10-20 fényév nagyságrendbe esik. A halmaz tömegének viszont közel a fele ezen a területen összpontosul. Irdatlan zsúfoltság van a halmaz belsejében. A gömbhalmazokat éppen e tulajdonságuk alapján is osztályozzák. Van, amelyiknek iszonyúan sűrű magja és diffúz a halója, míg másoknak egyáltalán nincs is diszkrét, sűrű magja. A 12 fokozatú Shapley–Sawyer osztályozásban, mely a halmaz csillagainak koncentrációján alapszik, az M3 középen helyezkedik el. Besorolása: VI.

Az M3 egy igen idős objektum, kora becslések szerint 8-10 milliárd év. A gömbhalmazok korát a HRD (Hertzsprung-Russel Diagram) alapján becsülik meg. A halmaz tagjai jó közelítéssel egyszerre keletkeztek. Arról, hogy mit is jelent a „jó közelítés”, egy kicsit később még szó lesz. A nagyobb tömegű fényesebb és forróbb csillagok hamarabb elhasználják hidrogén készleteiket, és elhagyják a fősorozatot. Az idő előrehaladtával már csak a kisebb tömegű, és kevésbé fényes csillagok maradnak a fősorozaton. Minél idősebb egy halmaz, annál lejjebb tolódik az a pont a fősorozaton, ahol a csillagok „elkanyarodnak” az óriás ág felé. Felrajzolva az M3 esetén a HRD-t rögtön szembetűnő, hogy a jelentősebb fényességű nagytömegű csillagok már mind elfejlődtek a fősorozatról. Ezeknél, a csillag energia ellátását már rég nem a magban zajló hidrogén héliummá történő átalakítása szolgálja. Azoknál az óriásoknál és szuperóriásoknál, ahol még mindig hidrogénből héliumot gyárt a csillag, az már nem a magban, hanem külsőbb héjakban történik, melynek következtében a csillag felfúvódik, és külső része lehűl. Ezek a képen a fényes narancs és vörös színű domináns csillagok. A horizontális ág tagjai pedig a magjukban már héliumból szenet hoznak létre. Ez a folyamat a kék szín irányába tolja a csillag fényét. Az óriások és a horizontális ág között van egy rés, ahol a már korábban megemlített RR Lyrae csillagok találhatóak. A rés azért van, mert a két állapot között csillagászati értelemben a csillagok hamar keresztüljutnak. Az RR Lyrae váltózó csillagok magjában már javában folyik a hélium szénné alakítása.

Az M3 Hertzsprung-Russel diagramja. A fősorozat, az óriás ág, a horizontális ág, és a kék vándorok régióját nyíllal jelölve. Az RR Lyrae változókat a kék pöttyök jelölik.

Az M3-ban összesen mintegy 200 darab változócsillagot azonosítottak. Ez a szám több mint akármelyik másik gömbhalmazban azonosítottak száma. Az M3 a nagy gömbhalmazok közé tartozik, de ebben egyértelmű rekorder. Számomra ez a téma különösen érdekes, mert amatőrcsillagászként évekig követtem csillagok fényének a változását. Vagy, ahogy az amatőr szleng említi: változóztam. Bár RR Lyrae típusúakkal nem foglalkoztam, mert azok megfigyelése inkább a hivatásos kutatók profiljába vág.

Az M3 változócsillagai – az animációt egy éjszaka 4 különböző időpontjában készült felvételeiből rakták össze. Minden időpontban 3 szűrőn keresztül (BVI) rögzítettek felvételeket, és ebből készült a színes kép (Krzysztof Stanek, Andrew Szentgyorgyi – Publikáció: Joel Hartman)

De nemcsak ezzel tart rekordot. A halmaz igen érdekes objektumai a kék vándorok. Ezek a csillagok nagyon nem illenek bele abba a képbe, amit a halmaz esetén a felrajzolt HRD-t tanulmányozva a csillagok fejlődéséről megállapítottak korábban. Ezek a fősorozat közelében abban a tartományban találhatóak, ahonnan korábban a nagytömegű kékes csillagok már régen elfejlődtek. Létezésükre a ma elfogadott egyik magyarázat, hogy ezek halmaztagok összeolvadásával jönnek létre. Így lehetséges csak, hogy sokkal nagyobb a felszíni hőmérsékletük (kékebbek), mint az azonos fényességgel rendelkező halmaztagoké. Életpályájuk egészen más lett ennek köszönhetően, mint a halmaz kialakulásakor létrejött fősorozatbelieké.

Pontosan nem ismeretes még ma sem, hogy a galaxisok fejlődésében milyen szerepet is töltenek be a gömbhalmazok és kialakulásuk pontos körülményét is homály fedi. Egyelőre nem ismerünk olyan gömbhalmazt, amiben ma is aktív csillakeletkezés zajlik. Régebben úgy kezelték őket, amiben minden csillag egyszerre keletkezett. Közben a kutatók felfedezték, hogy bizonyos gömbhalmazok nem is egy nemzedék csillagaiból állnak. Van olyan példánya ezen objektumoknak, melyeknél az első nemzedék után 100 millió évvel alakult ki a következő. Ezt a csillagok fémtartalmának vizsgálatával állapították meg. A később létrejöttek már tartalmazzák a korábbi generációk halálakor szétszóródó anyagot, így az azok által legyártott fémeket is, tehát nagyobb a fémtartalmuk. Ráadásul jellemzően külsőbb és elliptikusabb pályán mozognak a gömbhalmazon belül a kissé fiatalabb csillagok (aki azért így is elég idősnek számítanak).

A fémtartalom vizsgálata egy másik érdekességre is rámutatott. A fémtartalom alapján azt is megállapították a kutatók, hogy a gömbhalmazok kora sem teljesen egységes galaxisunkban. Itt jól meghatározott korcsoportokról lehet beszélni. Bizonyos elképzelések szerint egyes halmazokat a Tejút bekebelezett azok szülő galaxisával együtt. Ebben a galaxisban máskor és máképpen történt a gömbhalmazok kialakulása, ez pedig magyarázhatja a koruk közötti eltérést. Az M3 ebben is különleges, ugyanis a magasabb fémtartalmú gömbhalmazokhoz tartozik.

Remélem, hogy ezzel a rövid ismertetővel sikerült felkeltenem az olvasó érdeklődését a gömbhalmazok iránt. Amellett, hogy impozáns megjelenésűek, asztrofizikájuk is roppant érdekes. Már több évszázada figyeljük őket, de bőven akad még rejtély körülüttök. Ráadásul az M3 abba a mély-ég kategóriába tartozik, hogy az általam készített kép megtekintése után sem okoz majd csalódást egy közepes amatőrcsillagász műszer okulárjába pillantva. Ugyan a teljesen kerek 250 éves évfordulóról lemaradtam, továbbá 2014. június 4-én lehetett volna nyugodtabb és átlátszóbb a légkör, mégsem bánom, hogy aznap este a távcsövemet az M3 felé fordítottam. Jó volt a felvételek készítése közben elmélkedni egy kicsit a gömbhalmaz „viselt dolgairól”.

M3 – monokróm változat

2013-06-04 – Göd – 84 x 14 sec Luminance és 15 x 14 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera

NGC5907

2014-05-19 – Göd – 42 x 86 sec light és 15 x 86 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera

NGC5907

2014-05-19 – Göd – 42 x 86 sec light és 15 x 86 sec dark

2014-07-02 – Göd – 37 x 86 sec R és 15 x 86 sec dark

2014-07-04 – Göd  – 38 x 86 sec G, 39 x 86 sec B és 15 x 86 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera, Astronomik RGBL fotografikus szűrőszett

2014. május 19-én, miután leszállt az éjszaka, vizuális távcsöves túrába kezdtem a Sárkány (Draco) csillagképben. Már hónapok óta nem barangoltam az égnek ezen a területén. A hatalmas kígyószerű sárkány mitológiai alakja hosszasan tekeredett az égbolton. Szépen ragyogott a 14 fő csillaga. Igaz, hogy mindössze két csillaga fényesebb 3 magnitúdónál, de ettől függetlenül nem mondanám, hogy egy jellegtelen halvány csillagkép. Sőt! Cirkumpoláris csillagkép, így mivel sosem nyugszik le, egész évben tanulmányozható. Azonban az égen való elhelyezkedése miatt, miszerint egy félkörívben öleli körbe a Kis Medve csillagképet, és így a pólust, inkább a tavaszi, nyári és őszi hónapokban szoktam felkeresni. Mindez attól is függ, hogy melyik részén helyezkedik el a kiszemelt objektum, és az a rész mikor áll magasan a horizont fölött. A csillagkép bővelkedik látnivalókban. Legyen szó galaxisról, planetáris ködről, kettős csillagról és ne feledkezzünk meg a változócsillagokról sem.

Egymás után kerestem fel a galaxisokat, és azon töprengtem, hogy melyikről is készítsek felvételt. Több izgalmas jelölt is akadt. Végül az NGC5907 került kiválasztásra. Ezen az éjszakán L szűrőn keresztül készült felvételekből raktam össze a fent is látható monokróm változatot. Július elején újra visszatértem a galaxishoz. 2014. július 1/2. éjszakáján R szűrőn, majd 2014. július 3/4. éjszakáján G és B szűrőn keresztül rögzítettem felvételeket. A fent látható színes (LRGB) változat a három éjszaka felvételeinek felhasználásával készült.

Halvány, 11 magnitúdós galaxisról van szó. A katalógusok szerint 12.3 x 1.8 ívperc a látszólagos mérete az égen. Majdnem pontosan az élével fordul felénk. Megjelenése miatt, nagyon találóan, gyakran hasonlítják egy késpengéhez vagy egy szilánkhoz. A spirál galaxisok általában már csak ilyenek. A korongjuk vastagsága kicsi a galaxis átmérőjéhez képest. Ez alól nem kivétel Tejútrendszerünk sem. Véleményem szerint egy spirál galaxis porsávok szabdalta oldalnézete legalább olyan impozáns tud lenni, mint amikor nagyjából merőleges látunk rá egyre, és spirálkarjaiban gyönyörködhetünk.

Első ránézésre tipikusnak mondhatnánk ezt a 40 millió fényévre lévő csillagvárost. De csak első ránézésre. Már vizuálisan is látszott, hogy a legtöbb spirál galaxistól eltérően az NGC5907 egyáltalán nem rendelkezik markáns központi dudorral. Jegyezzük meg az NGC5907-nek ezt a tulajdonságát, mert egy kicsit később még előkerül majd. Arra, hogy milyen is oldalnézetből egy jellegzetes központi dudor egy spirál galaxis estén jó példa a szintén a majdnem pontosan az élével felénk forduló NGC891.

Az éléről látszó NGC891, mely a legtöbb spirál galaxishoz hasonlóan, markáns dudorral rendelkezik.

2013-08-30 – Göd – 72 x 86 sec light és 15 x 86 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera

De a legmeglepőbb tulajdonságára csak akkor derül fény, ha roppant hosszú expozíciós idők keretében tekintünk az űr mélységeibe, és nem foglalkozunk azzal, hogy közben a galaxis fénye beleég a végső felvételbe. Ha ezt megtesszük, akkor valami igazán meglepőt láthatunk a galaxis körül: hurkokat.

Az NGC5907 és a galaxist körülölelő hurkok David Martınez-Delgado felvételén (BlackBird Remote Observatory)

Ezek a hurkok (loops) csillagfolyamok, vagyis olyan csillagok áradata, melyek ezeken a különös pályákon járják táncukat a galaxis magja körül és nem a galaxis korongjában, magja környékén, vagy éppen a halóban. Létezésük egy újabb bizonyítéka annak, hogy a galaxisok világa nem statikus, ahogyan egy évszázada még gondolták, hanem igen csak viharos, mely ütközésekkel és összeolvadásokkal tarkított. A hurkok létrejötte galaxisok kölcsönhatásnak köszönhető. Rögtön két magyarázat is kínálkozik a hogyanra.

Az egyikben egy kisebb tömegű galaxis ütközik oly módon a nagyobb társával, ebben az esetben az NGC5907-tel, hogy annak korongján többször keresztülhatol, miközben a nagyobb megkopasztja azt. A pályája metszi a nagyobb galaxis korongját, újra és újra keresztülhatol ezen a síkon. Pályáján gázt és port veszít, illetve csillagainak egy részét. Amennyiben ez a magyarázat a helyes, akkor a jóslatok szerint a végén csak egy mag marad hátra a kisebbikből. Ezen csillagok ugyanis gravitációsan sokkal kötöttebbek, így nehezebb ennek a formációnak a szétszakítása.

A másik esetben a két ütköző galaxis tömege hasonló. Miközben a két galaxis egy nagyobbá olvad össze, csillagok dobódhatnak ki, melyek létrehozzák ezeket a hurkokat.

Az első esetben találnunk kellene egy lecsupaszított galaxis magot. Ilyet egyelőre nem találtak. A másik esetben pedig sokkal nagyobb felfordulást kellene látnunk, ha az NGC5907-re tekintünk. Nehéz eldönteni, hogy mennyire lehetett egyenlőtlen a küzdelem, pedig fontos kérdés ez. Miért? Ma úgy gondolják a kutatók, hogy a nagyobb galaxisok mind ütközések, és kannibalizmus révén jöttek létre. Igen, még a Tejútrendszer is. Egyre több nyomát találják ezeknek a folyamatoknak, ahogy műszerek, illetve a kutatási módszerek egyre kifinomultabbá válnak. A mi galaxisunk esetén is sikerült azonosítani ilyen csillagáramlatokat. Az egyik ilyen annak a folyománya, hogy a Tejút éppen elfogyasztja a Sagittarius törpe galaxist.  Összefoglalva, fontos ezen a galaxisok fejlődése szempontjából kulcsszerepet játszó folyamatoknak a megértése.

Mit lehet azonban tenni, ha nem találjuk a Szent Grált? Tovább kell keresni, és ehhez segítségül hívhatóak a számítógépek. Egészen pontosan a szuperszámítógépek, melyek nagy számítási teljesítménye elegendő, bonyolult és sokparaméteres feladatok megoldására. Fel kell hát állítani a megfelelő szereplőket a színpadra, kezdő paramétereket választani és indulhat a tánc. A végén a kapott eredményt össze kell vetni a megfigyelhetővel. Leegyszerűsítve így végeztek szimulációkat az NGC5907 esetén is.

A kutatók három csoportba osztották az ütközéseket aszerint, hogy milyen volt a kiindulási tömegarány. Nagyobb ütközésnek nevezték el a 3:1-5:1, míg közepesnek az 5:1-12:1, és kisebbnek a 12:1-nél kezdődő tartományt. Majd megnézték, hogy a szimuláció eredménye megfelel-e annak, amit tapasztalunk. Kijön a hurok alakja, mérete, excentricitása, láthatósága, az anyag eloszlása? Az ütközés után meddig észlelhető még a hurok? Milyen gázeloszlást kapunk eredményül? A galaxis korongjának, halójának, magjának és a központi dudornak a kapott paraméterei leírják, vagy legalább közelítenek az észlelthez? Ezután összegezték az eredményt, és megpróbálták kiválasztani a legvalószínűbbet. Egyik modell sem fedte le ugyanis tökéletesen a valóságot. A legjobban a 3:1-5:1 tartomány illeszkedett gázban gazdag kiinduló galaxisokat választva. Azonban nem igazán sikerült reprodukálni egy vékony galaktikus diszk által uralt, és központi dudortól mentes galaxist a végeredményben. Emlékszik az olvasó? Említettem, hogy ez még fontos lesz. A hurokok egészen pontos geometriája sem jött ki. Azért azt el kell mondanom, hogy ezek csak egyfelől fakadnak a felhasznált modellből. Úgy igazságos, ha azt is kihangsúlyozom, hogy rengeteg a bizonytalanság az NGC5907 alapvető paraméterei között is. Csak egyet kiragadva, ilyen például a galaxis távolságának 30%-os bizonytalansága. Ennek következtében a barionos tömeg is bizonytalanul ismert. Ez pedig a modell pontatlanságához vezet, és így tovább. Említést érdemel még az is, hogy az elektromágneses spektrum különböző tartományaiban más és más képet fest a galaxis. Az egyikben vékonyabb, a másikban vastagabb a korong. Valljuk be, nemcsak a modell felállítása és a szimuláció jelentett kihívást, de a kapott eredmény összevetése a valósággal is. A kérdés nincs lezárva, mindössze kiválasztottak egy igen valószínű forgatókönyvet. Ez azonban már önmagában is egy fontos eredmény. Természetesen a kutatások folynak tovább.

Végezetül, érdemes megnézni egy kis videót a szimulációról:

Mindig lenyűgöz, hogy miféle események zajlanak a kozmoszban, és párért csillagászati értelemben elég csak a szomszédba tekinteni, vagy körülnézni házunk táján. Az pedig külön öröm, ha az előadás egy jelenetét vagy annak egy mutatós részletét saját távcsövemmel is elcsíphetem.

M57 (Gyűrűs-köd)

2014-05-05 – Göd – 82 x 22 sec Luminance, 63 x 22 sec R, 63 x 22 sec G, 63 x 22 sec B és 15 x 22 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera, Astronomik RGBL fotografikus szűrőszett

A Gyűrűs-ködként is ismert M57 planetáris ködre könnyen ráakadhatunk a Lant csillagképben. A hangszer testét alkotó 4 fényesebb csillag egy paralelogrammát formáz. Ennek az alakzatnak a két csillaga, vagyis a Sulafat (γ Lyr) és a Sheliak (β Lyr) között helyezkedik el nem egészen félúton ez a mély-ég objektum.

A Lant (Lyra) csillagkép, és benne az M57.

A planetáris ködre Antoine Darquier de Pellepoix francia csillagász akadt rá 1779-ben. Majd nem sokkal később, tőle teljesen függetlenül, honfitársa Charles Messier is felfedezte 1779. január 31-én, miközben üstökösökre vadászott az égen. Messier katalógusában az 57. sorszámmal szerepel.

A felvételemen is jól látható központi csillag létezéséről először Friedrich von Hahn német csillagász számolt be 1800-ban. Ez után évtizedek teltek el úgy, hogy megerősítést nyert volna felfedezése. Honfitársunk Gothard Jenő 1886-ban egy 26 cm-es tükrös távcsövet használva, egészen pontosan egy 260/1967-es Newton-távcsővel, a világon elsőként sikeresen megörökítette a köd központi csillagát. Hogy mennyire más idők voltak ezek, mi sem bizonyítja jobban, hogy Gothard beszámolói szerint már 1885-ben is próbálkozott a 14.8 magnitúdós csillag lefényképezésével, de csak egy év múlva koronázta siker fáradozásait. A viszonylag érzékelten fotólemezek korában vitathatatlanul hatalmas eredmény volt, amit elért. Nagyságrendekkel többet kellet exponálnia, mint nekem 128 évvel később. Nálam már egyetlen 22 másodperces nyers felvételen jól látható a központi csillag. Azonban ehhez kellet az amatőrcsillagászok körében az utóbbi 10 évben elterjedt digitális technika. Bizony nem is olyan régen, még komoly kihívásnak számított Gothard Jenő eredményének a megismétlése amatőr felszerelésekkel.

De mit is takar a planetáris köd elnevezés, és honnan származik? Mielőtt erre a kérdésre válaszolnék, térjünk egy kicsit vissza a felfedezőkhöz, és a beszámolóikhoz.

Antoine Darquier de Pellepoix a következőket írta az M57-ről:

„Tudomásom szerint még senki sem akadt rá erre a ködre. Jó távcsőre van szükség a megfigyeléséhez. Semmilyen már ismert ködre nem hasonlít. Megjelenése emlékeztet a Jupiterére. Tökéletes kör az alakja és nagyon éles a pereme. A központi rész valamivel sápadtabb fényű, mint a felület többi része.”

Charles Messier pedig így számol be felfedezéséről:

„Egy halmaz a Gamma Lyrae és Béta Lyrae között, melyet akkor fedeztem fel, amikor az 1779-es üstököst kerestem, és ami ennek közelében haladt el. Kerek fényfolt benyomását kelti, amit apró csillagok alkotnak, azonban még a legjobb távcsövekkel is lehetetlen megkülönböztetni azokat. Csak gyanakodhatunk, hogy tényleg ott vannak.”

Még a XIX. században is általánosan elfogadott vélekedés volt, hogy minden köd csillagokra bontható, és ez csak távcső kérdése. Azonban Herschel-t pár planetáris köd megjelenése ebben elbizonytalanította. Herschel volt az a személy, aki először használta a planetáris köd kifejezést. Úgy vélte ezek újonnan kialakuló bolygórendszerek. Az elnevezést aztán átvettették a csillagászok. Annyira megragadt, hogy még akkor sem változtatták meg, amikor kiderült, hogy nem égitestek születéséhez, hanem éppen halálához vezető út egy állomását jelentik ezek a ködök. A körülbelül 0.8 és 8 kiindulási naptömeggel rendelkező csillagok a vörös óriás fázisában (AGB fázisban) a csillagszél révén történő anyagvesztés, majd a külső rétegek ledobásával hozzák létre a planetáris ködöket. A táguló gázt a hátramaradó kompakt és forró akár 100000 K felszíni hőmérsékletű központi csillag UV sugárzása gerjeszti, miközben lassan a fehér törpe állapotba jut a csillag, mivel nem elég nagy a tömege a szén és oxigén fúziójához. Mire ez a folyamat teljesen befejeződik, a planetáris köd elenyészik az űr sötétjében, láthatatlanná válik.

A Gyűrűs-köd tőlünk durván 2300 fényévre található. A távolsága még manapság is viszonylag pontatlanul ismert. Az égen 1.5 x 1 ívperc a látszólagos mérete, így valós mérete olyan 1.3 fényév körül lehet. Mivel már évtizedek óta rendelkezésre állnak nagyfelbontású felvételek a ködről, így megállapítható, hogy minden évszázadban körülbelül 1 ívmásodpercet tágul a köd. Nagyságrendileg 6-8 ezer éves lehet ez a képződmény.

Az M57 3D-s modellje

A planetáris ködök morfológiájáról már írtam korábban. Most kizárólag az M57-re koncentrálnék. Az M57 is, több planetáris ködhöz hasonlóan, bipoláris struktúrával rendelkezik. Ahogy fentebb is írtam a köd anyaga a központi fehér törpe csillag erős UV sugárzásának köszönhetően sugároz, az gerjeszti. Minden színért egy más kémiai elem a felelős. A köd főgyűrűje (main ring) jól látható az én felvételemen is. Ennek vöröses színe az ionizált nitrogénnek (N II tiltott vonalak – 654.8 nm és 658.3 nm) és a gerjesztett hidrogénnek (Balmer vonalak – 656.3 nm) köszönhető. Ez a vörös peremű fánk, vagy tórusz alakú terület, melyre majdnem merőlegesen látunk rá. Ezt a tórusz alakú területet oxigén tölti ki. Az oxigén emissziós vonalainak (495.7 nm és 500.7 nm) a zöldes szín köszönhető. A központi rész kékes színéért pedig a hélium (He II – 469 nm) emissziós vonalai tehetők felelőssé. A hélium a gyűrűre merőleges hossztengelyű lebenyben (Lobe) található, mely egy rögbi labda alakjára hasonlít. Ezek eddig mind megfigyelhetőek az én felvételemen is. A további struktúrák bemutatásához már egy a Hubble űrtávcső (Hubble Space Telescope) és a Nagy Binokuláris Távcső (Large Binocluar Telescope) felvételeinek kombinációjából kapott képre van szükség.

Az M57 a Hubble űrtávcső (Hubble Space Telescope) és a Nagy Binokuláris Távcső (Large Binocluar Telescope) felvételeinek kombinációjából kapott képen.

A felvételen, a gyűrű belső karimájában szabálytalan alakú sötét, sűrű anyagcsomók figyelhetőek meg. Ezek a csomók annyira sűrűk, hogy ellenállnak a központi csillag erős sugárzása okozta eróziónak. Olyan szerkezetet kölcsönöznek a ködnek, mintha bicikli küllők lennének benne. A csápok akkor alakultak ki, amikor a ledobott forró gázok nekiütköztek a korábban ledobott hidegebb gázoknak. A küllőknek a folytatása a főgyűrűn kívül is látható, mintha dárdák döfnék keresztül azt. Létezésük árnyékhatásnak köszönhető, melyben a sötét csomók árnyékolják a csillag sugárzását.

Végezetül a külső gyűrűk, melyek az én felvételemen szintén nem láthatóak, akkor jöttek létre, amikor a gyorsabban mozgó gáz beleütközött a korábban ledobott lassabban mozgóba.

Végezetül pedig érdemes megnézni az alábbi rövid kis videót, melyet a NASA publikált. Az angolul esetleg nem beszélő olvasó, a fentiek végigolvasása után is bizonyosan képet kap az M57 térbeli szerkezetéről.

2014. 05. 04/05 éjszaka

Az éjszaka első felét a Hold tanulmányozásával töltöttem. Az átlátszóság kitűnő volt, a nyugodtság azonban nem. Tipikus hidegfront átvonulást követő éjszaka vette kezdetét napnyugta után. Miután a Hold lenyugodott, az átlátszóság is romlani kezdett. Nem maradt más választásom, mint tesztfelvételek készítése. Ilyenkor sosem fejezek be egy témát, csak különböző beállításokkal készítek nagyjából 10 fotót a lehetséges jövendőbeli célpontjaimról. Azt is megpróbálom megállapítani, hogy mennyire merészkedhetek közel Budapest fénykupolájához. Ilyenkor mindig elszomorodom, hogy a déli egem szinte teljesen odavan.

Éjfél után viszont kezdtem elunni a dolgot. Ekkor jutott eszembe, hogy már május van, és bizony egy éve kezdtem el az asztrofotózást.  Az egyik első mély-ég objektum, amit megpróbáltam megörökíteni több-kevesebb sikerrel az a Gyűrűs-köd volt. Ezen az estén az ég állapota közel sem volt ideális, de ennek ellenére szerencsét próbáltam. Ezúttal a színek felvétele volt a fő cél, egy LRGB fotót szerettem volna készíteni. 22 másodperces expozíciós időt választottam, és készítettem 82 darab Luminance, 63 darab R, 63 darab G, és 63 darab B szűrős felvételt. Napokig nem vettem elő az anyagot, mert az ég miatt semmi jóra nem számítottam. Végül csak feldolgoztam.

Az M57 volt az első mély-ég objektum, amit távcsövön keresztül megmutattak nekem még az Uránia Csillagvizsgálóban, a nyolcvanas években. Az M57 ott volt az első objektumok között, amiről felvételt készítettem. Ezzel az M57 fotóval pedig asztrofotózással töltött első évemet ünnepelem. Egy torta ez, amit saját magam sütöttem, de egy szeletet szívesen megosztok bárkivel. Tudom, nem tökéletes. Sokat kell még tanulnom. De remélem ez az első év csak a kezdet, és még sokáig „rongálhatom” az eget így vagy úgy.

2014-04-21, 2014-04-24, 2014-05-01 – Siding Spring Observatory – 30 x 120 sec L,  10 x 120 sec R,G,B

iTelescope.net T30 – Corrected Dall-Kirkham Astrograph Planewave 20″ – 51 cm, f/4.5 (fókusz reduktorral) – FLI-PL6303E CCD kamera

Amikor még csak a csillagképekkel való ismerkedésénél tartottam, idestova majdnem három évtizede, először azokkal kezdtem, melyek viszonylag magasan rótták útjukat az égen. Azok a csillagképek, melyek nem emelkedtem legalább 20 fok magasra deleléskor, részben vagy teljes egészében kimaradtak az életemből egészen addig, míg a nyolcvanas évek végén elkezdtem Ráktanyára járni.

A téli égbolton a jól ismert Orion csillagképtől délre helyezkedik el a Nyúl (Lepus) csillagkép. A Nyúltól folytatva az irányt délnek megérkezünk a Galamb (Columba) csillagképhez. Ez már csak alig emelkedik hazánkban deleléskor a látóhatár felé. Ez is egy olyan csillagkép, ami évekig ismeretlen volt a számomra. Modernkori csillagképről van szó, ugyanis Petrus Plancius a déli eget is ábrázoló térképén tűnik fel először 1592-ben. Plancius teológus volt, és a csillagképpel Noé a szárazföld felkutatására kiküldött galambjának kívánt emléket állítani az égbolton.

Petrus Plancius az akkor ismert világot ábrázoló térképének, a déli eget bemutató részletén a Galamb csillagkép, melyet a hazánkból is látható Orion, a Hydra és a Nagy Kutya csillagképek fognak közre.

Ez a csillagkép rejt egy igen izgalmas galaxist, az NGC1808-at. Érdekes módon az amatőrcsillagászok viszonylag ritkán észlelik. A hosszú ideje tevékenykedő általam ismert asztrofotósok repertoárjából teljesen hiányzik. Itt természetesen csakis a külföldiekre gondolok, mert hazánkban még 5 fok magasságba sem emelkedik deleléskor ez a galaxis. Megfigyelése itthonról bár nem lehetetlen, de igazi kihívás.

Az égen egy nagyjából 6.5 ívperc kiterjedésű és körülbelül 10 magnitúdós objektumról van szó. Fényességéhez a spirál karok csak alig járulnak hozzá, melyek hihetetlenül halványak a központi régiókhoz képest. A felvételemen is csak finom pára benyomását keltik, melyek egyedül a lencseformájú porsávokkal szabdalt küllők átellenes végeinél hangsúlyosabbak.

A galaxis morfológiai besorolása (R)SAB(s)a. Haladjunk végig az egyes betűkön. Az (R) arra utal, hogy a galaxist kívülről egy gyűrűs szerkezet veszi körül. Vagyis, a szorosan felcsavarodott karok gyűrűszerűen veszik körbe a galaxist. Az SAB besorolást olyan spirál galaxisok kapják, amelyek átmenetet képeznek a normál és a küllős spirál galaxisok között. Az (s) jelölés a küllős spirál galaxisoknál azt jelzi, hogy a karok a küllők végéből indulnak ki. A végén az a arra utal, hogy a karok igen szorosan csavarodnak a galaxis körül és a központi régió mérete igen nagy a karokhoz képest.

A 40 millió fényévre lévő NGC1808 35000 fényéves átmérőjével viszonylag kisméretű a Tejútrendszerhez képest, aminek az átmérője 100000 fényév. Ha méretével nem is, de két egyéb tulajdonságával azonban túltesz saját csillagvárosunkon.

Már a felvételt megnézve is árulkodó lehet a roppant fényes mag. A galaxis sugárzásának jelentős része egy viszonylag kis területről származik. A galaxis igazi természetét azonban a spektruma árulja el. A felvételen egy Seyfert II típusú galaxissal nézünk farkasszemet.

Itt most csak nagyon röviden foglalnám össze, amit a Seyfert galaxisokról tudni érdemes. Ugyanis, a Carl Seyfert által megalkotott, és róla elnevezett galaxis osztályról, illetve az aktív galaxis magokról (Active Galactic Nucleus – AGN) már többször is írtam. Akit a részletek is érdekelnek, azoknak ajánlom az M108, kvazárok és távoli aktív galaxis magok, továbbá az NGC613 és NGC1097 – Seyfert galaxisok Ausztrália egén című cikkeim elolvasását.

A Seyfert galaxisok magjában egy szupermasszív központi fekete lyuk található, melynek tömege a pár milliótól több milliárd naptömegig terjedhet. Ezek a fekete lyukak próbálják elfogyasztani a környezetükben található anyagot. Az étekként szolgáló anyag akkréciós korongot formál, melyet kívülről sűrűbb lassabban keringő gázfelhők vesznek körül. Az akkréciós korong anyaga miközben befelé örvénylik, egyre gyorsabban mozog, és felhevül. A mozgási energiájának pedig egy jelentős része elektromágneses sugárzássá alakul. Továbbá a mozgási energia egy része biztosítja a töltött részecskék relativisztikus (közel fénysebességre) történő gyorsítását. Az akkréciós korongra merőleges, a forgástengellyel párhuzamosan plazmából álló jet-ek jönnek létre, melyben az említett részecskék kifelé haladva spiráloznak, miközben szinkrotonsugárzást bocsájtanak ki.

A fenti folyamatnak köszönhető az NGC1808 magjának aktivitása az elektromágneses sugárzás különböző hullámhosszain. Bár a Tejútrendszerünk is bizonyítottan tartalmaz egy szupermasszív központi fekete lyukat, ellentétben az NGC1808-cal a mi szörnyetegünk éppen ebéd utáni sziesztáját tölti, békésen hortyog és nem igazán aktív.

A másik tulajdonság, amiben ez a galaxis túltesz a miénken, az a csillagok keletkezésének heves üteme. Az NGC1808 úgynevezett csillagontó galaxis. Ennek kiváltó oka vélhetőleg egy másik galaxis. Az NGC1792 a felvételemen nem látható, ugyanis a látómező ehhez nem volt elég nagy. A két galaxis kölcsönhatásba áll egymással, és az NGC1792 árapály keltő gravitációs hatása lehetett az, ami beindította az NGC1808 molekuláris gázfelhőiben a csillagok heves keletkezését immáron mintegy 50-100 millió éve. Az alapelképzelés még 1978-ból származik, amikor is a kutatók (Larson, Tinsley, van den Bergh) felfigyeltek arra, hogy az NGC1808 torzult, és morfológiája sok hasonlóságot mutat az M82 galaxiséval. Az M82 deformációját az M81-nek köszönheti, akárcsak az NGC1808 az NGC1792-nek, és az M82 szintén egy csillagontó galaxis. Úgy vélték, hogy akár csak abban az esetben itt is a társ a tettes, vagyis a felelős a heves csillagkeletkezési hullámért.

A leghevesebb születési hullám a központi régióban és a küllőkben zajlik. Ez nagyszerűen megfigyelhető a Hubble űrtávcső felvételén.

Az NGC1808 korongja és központi régiója a Hubble űrtávcső felvételén. A kék területek a fényüket a fényes fiatal és nagytömegű kékszínű csillagoknak köszönheti.

A sárgás fényű területeken az idősebb kisebb tömegű csillagok találhatóak, míg a kékes területeket fiatal igen nagytömegű kék színű csillagok népesítik be. Érdemes megfigyelni, hogy mennyi por és gáz található a központ környékén.

Bár jellemzően egy galaxis csillagpopulációját 70%-ban M típusú, kistömegű vörös törpe csillagok alkotják, azonban a csillagok igen nagyszámban keletkeznek, és ezért igen sok a nagytömegű csillag a galaxis magjának a környékén és a küllőkben. Ha nem lenne folyamatos az utánpótlásuk, akkor életüket leélve hamar eltűnnének. A nagytömegű csillagok csillagászati értelemben korai és látványos halált halnak, méghozzá szupernóva robbanások keretében. Ezek egyfelől újabb születési hullámot indítanak be, másfelől gázt és port pumpálnak kifelé a galaxis halójába. Így szupernóvák az új generációk genezise szempontjából egyik kezükkel adnak, míg a másikkal elvesznek.

Az NGC1808 arcán viseli mozgalmas életének jegyeit. A sávok szabdalta belső régiók, a furcsa megjelenésű belső karok, és a külső diffúz gyűrűszerű struktúra az, ami igazán figyelemreméltóvá tette számomra ezt a galaxist, illetve amiért kiválasztottam célpontnak.

Egy felvétel azonban gyakran tartogat meglepetéseket az ember számára. Ez esetben is így volt ez. Csak Luminance felvétel feldolgozás közben döbbentem rá, hogy mennyire gazdag ez az égterület apró galaxisokban. Természetesen az apró szó itt csak a kicsinek látszó értelemben helytálló. Nem számoltam meg, de azaz érzése az embernek, hogy a háttér galaxisok száma szinte összemérhető az előtérben látszó, és a Tejútrendszerhez tartozó csillagok számával.

2014-04-21 – Siding Spring Observatory – 30 x 120 sec L

iTelescope.net T30 – Corrected Dall-Kirkham Astrograph Planewave 20″ – 51 cm, f/4.5 (fókusz reduktorral) – FLI-PL6303E CCD kamera

Van köztük több igazán érdekesnek látszó is. Ilyen például az alábbi képen kiemelt PGC16801 katalógus számú galaxis, és a valószínűleg hozzá tartozó hosszú ív. Sajnos a mai napig nem találtam semmiféle információt a galaxisról, illetve az ívről. Először hibának véltem a felvételen, de később kiderítettem, hogy a különböző égboltfelmérések keretében készített felvételeken is megtalálható a galaxis és az ív is.  Lehetséges, hogy még senki nem foglalkozott a szóban forgó objektummal? Könnyen előfordulhat. Lehet, hogy a kiemelt galaxis, vagyis a PGC16801 és a társa, vagyis a PGC16804 egy kölcsönható páros? Ki tudja?

Alul a PGC16801 a különös ívvel, felül a PGC16804

Annyit sikerült csak kiderítenem, hogy a NED (NASA/IPAC EXTRAGALACTIC DATABASE) ESO 305-IG 010 NED01, illetve 2MASX J05082627-3739292 néven ismeri a PGC16801-et, míg ESO 305-IG 010 NED02, illetve 2MASX J05082812-3739232 néven ismeri a PGC16804-et. Sajnos vörös eltolódást csak eme utóbbi esetében mértek. Erre a galaxisra z=0.052179 +/- 0.000093, ami azt jelenti, hogy a fény nagyjából 675 millió évet utazott bolygónkig.

Sajnos így a fenti kérdéseimre egyelőre nem tudtam meg a választ. Bármi is legyen az ott a felvételen, megfogott, elgondolkodtatott és kutakodásra késztetett. Az ilyen és ehhez hasonló dolgok miatt is érdemes művelni az amatőrcsillagászatot.

Talán még egyszer visszatérek ez égnek erre a területére, de nem hamarabb, mint a következő kedvező láthatóságkor. Most egyelőre hagyom, hogy a nappali égre költözve láthatatlanná váljon egy félévre.

2014-04-14 (CEST) – Siding Spring Observatory – 50 x 15 sec L és 20 x 15 sec R,G,B

iTelescope.net T30 – Corrected Dall-Kirkham Astrograph Planewave 20″ – 51 cm, f/4.5 (fókusz reduktorral) – FLI-PL6303E CCD kamera

A Skorpió csillagképben található NGC6302 (Caldwell 69) planetáris ködöt gyakran nevezik Bogár-ködnek (Bug Nebula) vagy Pillangó ködnek (Butterfly Nebula). Bár eme utóbbi elnevezést több más mély-ég objektum is bitorolja. Többek között a hazánkból is nagyszerűen megfigyelhető M76. Varázslatos formája valóban megragadja az emberi képzeletet. Ott lebeg a színes csillagok között, mintha egy hasadék lenne az űr szövetén. Fényes központját kísérteties derengés veszi körül, melyben vöröses pamacsok úsznak. Bíbor csápjait messzire nyújtja az űrben. A központi részen két fénykaréj fordít egymásnak hátat, így téve még hangsúlyosabbá a homokóraformáját az objektumnak. A bipoláris planetáris ködök gyönyörű példánya. A planetáris ködök megjelenéséről és formavilágáról már írtam egy korábbi, az NGC3132-ről készült fotómhoz kapcsolódó cikkemben. Így akit ez a téma bővebben érdekel, annak mindenképpen ajánlom e rövid ismertető elolvasását.

Az NGC6302 a Földtől 3400 fényévre (+/- 500 fényév) található. Ezt a távolságadatot felhasználva, továbbá megmérve az égen látszó méretét (3 ívperc), kiszámolható a kiterjedése, így nagyjából 1.3-1.7 fényév sugarat kapunk eredményül. A pillangó hasonlatnál maradva a szárnyak fesztávolsága így 3 fényév körül van. Továbblépve az egymásra épülő következtetések lépcsőjén, a tágulási sebességet meghatározva, az NGC6302 kora is megbecsülhető. Az aszimptotikus óriás ágon tartózkodó korosodó csillag, az energiát biztosító fúzióhoz szükséges készletekből lassan kifogyva, körülbelül 2000 éve dobhatta le külső burkát, miközben megindult a fehér törpévé válás útján. Ma a köd központjában egy 0.64 naptömeg körüli, 200000 K felszíni hőmérsékletű csillagmaradványt találhatunk. Ezzel a felszíni hőmérséklettel a rekorderek között található a galaxisunkban. A központi csillag megfigyelése azonban közel sem egyszerű feladat. A magas hőmérsékletnek köszönhetően, az optikai tartományban nem túl fényes a csillag, sugárzásának jelentős részét az ultraibolya tartományban bocsájtja ki. Ezt pedig a látható fénnyel egyetemben a köd egyenlítői tórusz alakú poros területe elnyeli.

Az NGC6302 3D-s modellje.

A központi csillagot egészen 2009-ig nem is sikerült közvetlenül megfigyelni, mígnem a Hubble űrtávcső WFC3 (Wide Field Camera 3) kamerájával, melyet az utolsó űrsiklós karbantartás keretében kapott a távcső, hat keskenysávú szűrön keresztül felvételeket készítettek a kutatók (C. Szyszka, J. R. Walsh, Albert A. Zijlstra, Y. G. Tsamis). Ezeket a felvételeket ügyesen felhasználva, feltárták a központi csillag pontos helyét.

Az NGC6302 központi csillaga felül, és a keskenysávú szűrővel készült felvételek alul – HST WFC3

A rejtőzködő csillag így megkerült hát, és ennek köszönhetően egész sor paraméterét sikerült meghatározni, illetve pontosítani. Például a fentebb ismertetett tömeg, hőmérséklet, és életkor adatokat. Arra azonban fel kell hívnom az olvasó figyelmét, hogy például a tömeg és a kor modellszámításokon alapszik, így ezek annyira pontosak, amennyire a felhasznált modellek.

Magának a ködnek a sugárzásáért a központi csillag által kibocsájtott intenzív ultraibolya sugárzás a felelős. Ez gerjeszti a köd anyagának atomjait. A különböző elemek gerjesztett atomjai más-más hullámhosszon sugároznak a látható tartományban, és így ajándékozzák meg a színek kavalkádjával a kép szemlélőjét. A művész a természet. Én ebben az esetben is csak megfigyelője, megörökítője vagyok a kozmosz fantasztikus jelenségeinek.

Nagyon régen szemeztem már az NGC6302 planetáris köddel annak csodálatos bipoláris szerkezete miatt. Tavaly nyáron, Súron egy kitelepülésnél majdnem el is csábított egy fotó erejéig, azonban két dolog miatt mégsem került terítékre. Bár gyönyörű és körpanorámás égboltban volt részem, de akkor még csak ismerkedtem az égbolt fotózásának alapjaival. Kevés tapasztalatom miatt egyszerűen nem volt hozzá bátorságom. A másik ok hazánk földrajzi elhelyezkedése volt. A Skorpió csillagkép farkánál található kicsiny, mindössze néhány ívperces köd delelésekor is csak alig valamivel több, mint 5 fokkal emelkedik a horizont felé. Ezzel tovább nehezítve az objektum megörökítését.

Az NGC6302 deleléskor is csak alig valamivel több, mint 5 fokkal emelkedik a horizont felé lakóhelyemről nézve.

Így végül idén úgy határoztam, hogy az Ausztráliában lévő Siding Spring obszervatórium egyik távcsövével készítek majd felvételeket a planetárisról, amikor az 60 foknál is nagyobb horizont feletti magasságba emelkedik. Már csak meg kellet várni a megfelelő alkalmat, mely el is jött helyi idő szerint 2014. április 14-én.

M108

2014-03-29 – Göd – 90 x 86 sec light és 15 x 86 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera

Folytatva tavaszi túrámat az égbolton az M108-nál állítottam meg a távcsövemet, hogy felvételeket készítsek a Messier katalógus 40 galaxisának következő tagjáról, és még másról is, de erről majd kicsit később. Ez a galaxis eredetileg nem volt része a katalógusnak. Az első kiadás ugyanis mindössze az M1-től az M45-ig tartalmazta az objektumokat. A legvégső, Messier által kiadott lista, végül 103 objektumot sorolt fel. Későbbi korok csillagászainak köszönhető az, hogy ma 110 objektumot tartalmazó katalógusként ismerjük. Owen Jay Gingerich több csillagászattörténeti könyv szerzője, foglalkozott Charles Messier életével és munkásságával. Messier feljegyzéseiben talált két objektumot, melyeket Messier kollégája, Pierre Méchain fedezett fel. Ezek pedig nem szerepeltek Messier eredeti katalógusában, noha Méchain révén tudott róluk. Ez a két galaxis a NGC3556 és NGC3992 katalógus számon volt ismert az NGC-katalógusban. Gingerich kutatásainak köszönhetően, így az NGC3556 M108-ként, az NGC3992 M109-ként került be utólag a katalógusba.

A Nagy Medve csillagképben, a Marek (Béta UMa) nevű csillagtól alig másfél foknyira található a galaxis. Az említett csillagot nagyon könnyen beállíthatjuk távcsövünkben, hogy innen tovább evezzünk az M108 irányába. Maga a galaxis 10.1 magnitúdós, roppant halvány a Messier objektumok között. Ahhoz, hogy foltos részleteit vizuálisan feltárja az én 10 cm-es műszeremnél mindenképpen nagyobb távcsövet és az aznap esti égnél sokkal tisztább, átlátszóbb, és igazán sötét eget javaslok. Az én műszeremben csak egy halvány, hosszúkás foltként mutatkozott meg ezen az éjjelen. A galaxisnak nem volt éles pereme, és bár a közepe felé folyamatosan fényesedett, nem volt egy egyértelmű csúcspont, nem látszott magszerű képződmény. Kisebb nagyítással, és megfelelő látómezővel nagyszerű párost alkot a Bagoly-köddel (M97), ugyanis távolságuk 48 ívperc. Csak az okuláron keresztül szemlélhettem a látványt, ugyanis kamerámmal a látómező durván 30 ívperc, így nem kerülhettek egy felvételre. (Később, egy másik kamerával sikerült valóra váltani ezt a vágyamat, és elkészítettem az M108 és az M97 közös fotóját.)

A kamerával természetesen nem versenyezhet az emberi szem. A fotón már szépen megmutatkozik a galaxis síkja mentén végigvonuló, kusza porsávok szerkezete, és a fényes csillagkeletkezési régiók világító felhői. A fények és árnyékok e játéka a galaxisban, foltokként láthatóak egy nagyobb távcsőben jó égen, ha nem is ilyen élesen.

Az M108 tőlünk való távolsága 45 millió fényév. Az Ursa Major Csoportnak egyik legfényesebb és legnagyobb tagja. A Tejútrendszert is tartalmazó Lokális Csoportnál néhányszor nagyobb ez a galaxis csoportosulás, és ahhoz hasonlóan gravitációsan, a nemrég felfedezett Laniakea szuperhalmazhoz kötődik. (A Laniakea szuperhalmazról részletesebben is írtam az NGC891 galaxisról szóló leírásomban.)

A szomszédságunkban elhelyezkedő galaxishalmazok, galaxis csoportosulások térbeli helyzete.

Ha már az Ursa Major halmazt a mi Lokális Csoportunkhoz hasonlítottuk, akkor hasonlítsuk össze az M108-at és a Tejútrendszert. Keressünk hasonlóságokat, és különbségeket.

Vajon egy súlycsoportba tartoznak? A rendelkezésünkre álló kutatási eredmények szerint a két galaxis mérete nagyjából azonos. Kettő 100000 fényév átmérőjű spirál galaxisról van szó tehát. De mi a helyzet a tömegükkel? Az M108 tömege csak valahol a Tejút tömegének harmada és fele között lehet.  A mi galaxisunk jóval robusztusabb.

A központi fekete lyukak területén viszont az M108 elviszi a pálmát, ugyanis nemcsak a Tejút büszkélkedhet egy hatalmas tömegű (kb. 4 millió naptömeg) fekete lyukkal a magjában. A Chandra űrtávcső röntgen tartományban történt megfigyelései alapján az M108-nak is van ilyen. Méghozzá durván 6-8-sor nagyobb a tömegű a miénknél. Becslések szerint ez a behemót 24 millió naptömegű. Ezzel a tömeggel a központi fekete lyukak között a középkategóriába tartozik.

Ezzel még nem merítettük ki azonban ennek a majdnem éléről látszó galaxisnak és a Tejútnak a hasonlatosságait. Mind a két galaxis küllős spirál galaxis. Az M108 típusa SB(s)cd. Hogyan nézhet ki egy ilyen küllős spirál galaxis, ha nem az éléről látnák? Ehhez Adam Block az NGC578-ról készült felvételét hoznám fel példának.

Az NGC578 Adam Block felvételén, mely szintén egy SB(s)cd morfológiai besorolású galaxis.

Valami hasonló képet mutatna az M108 is, ha nagyjából merőlegesen látnánk rá.

Még 1979-ben a Tejútrendszer HI (atomos hidrogén) területeinek a 21 cm-es hullámhosszon történt felmérése közben fedeztek fel a galaxis síkjától távolodó szálas szerkezeteket. A felmérést a Nagy Magellán-felhőben a hatvanas években talált hatalmas HI üregek miatt végezték el. Ahogy folytatták a kutatásokat a Tejútrendszerben, találtak újabb alakzatokat, melyek legtöbbször táguló üregekre, héjakra, hurkokra emlékeztettek. A legtöbbször az angol nyelvű szakirodalomban összefoglalóan csak HI supershell (HI szuperhéjnak) nevezik ezeket. A 80-as évek közepétől világossá vált, hogy bizony más gázban gazdag spirál galaxis is rendelkezik ilyen, akár több 10000 fényév kiterjedésű folyamatosan táguló struktúrával. Ez a méret igen jelentős az egyes galaxisok átmérőjéhez képest. Innentől kezdve folyamatosan keresték az újabb, és újabb jelölteket. Találtak is bőven. Egyetlen probléma volt csak és van a mai napig is, hogy pontosan megmagyarázzák mik is ezek. Az elképzeléseknek se szeri se száma. Egy biztos, hogy szuperhéjak tágulásukhoz hatalmas energia szükséges. Van olyan elképzelés, hogy az intergalaktikus térből beáramló gáz és a galaxis kölcsönhatása a hajtómotor. Vannak, akik heves csillagkeletkezés hatásának tudják be, melyek később nagyszámú szupernóva robbanást generálnak. Szerintük ezek fújják a hatalmas héjakat és alakítják a struktúrákat. Mások szerint az aktív galaxisokra jellemző rádió jet a felelős ezért. Ezen elmélet szerint ez az aktivitás időszakos, periodikus. Így nem kell feltétlenül ilyen aktív jet-et tetten érnünk akkor, amikor ezeket a hatalmas héjakat megfigyeljük. Ezen elmélet kidolgozói úgy vélik, hogy ez a periodikusság a különböző buborékok korában is tetten érhető. Vannak, akik szerint gamma felvillanások (GRB) közben felszabaduló energia indítja el a buborékok tágulását. A kérdés még ma sem tisztázott, de azt sejtik a kutatók, hogy a galaxisok fejlődésében nagy jelentőséggel bírnak ezek a képződmények. Az M108 maga is rendelkezik hatalmas szuperhéjakkal. Maga a galaxis elszigetelt. Ez azt jelenti, hogy nincs olyan galaxis, amivel éppen kölcsön hatna úgy, hogy ez befolyásolja a benne megfigyelhető jelenségeket. A hatalmas héjak létrejöttét, fejlődését egyedül maga a galaxisban lejátszódó események befolyásolhatják csak. Ráadásul majdnem pontosan éléről látunk rá az M108-ra, mely révén sokkal könnyebben nyomon követhető a héjak mozgása a csillagvároson belül. Ennek köszönhetően e héjak kutatói előszeretettel választják ki célpontnak. Így vált az évek során az M108 a HI szuperhéj kutatások egyik fontos „csataterévé”. Átnézve a különböző tanulmányokat azt lehet elmondani, hogy egyik elmélet sem magyarázza meg pontosan, az összes ilyen szuperhéj létezését és viselkedését magában az M108-ban. Van olyan, ami egyértelműen csillagkeletkezési területekhez köthető, de vannak olyan nagyobb, kiterjed HI struktúrák, amelyek nem. Erre pár tanulmány szerzője fel is hívja a figyelmet. További megfigyelésekre van szükség. Így lehet csak majd a teóriákat megerősíteni vagy megcáfolni. Ez az, ahogy a modern tudomány működik. Megfigyelésekre alapoz, felépít egy modellt, majd ellenőrzi azt, hogy összecseng-e más megfigyelésekkel. Illetve megpróbálja tetten érni a modell jóslatait. Egy biztos a hatalmas táguló gázhéjak jelen vannak ezekben a galaxisokban, és a kutatóknak még bőven adnak majd munkát a jövőben.

Ezt a munkát azonban meghagyom a szakembereknek, én csak egyszerűen tovább gyönyörködöm az ég csodáiban, és igyekszem követni az ezekkel kapcsolatos kutatásokat a magam műkedvelő szintjén.

Kvazárok és távoli aktív galaxis magok

Még az M51-ről készült felvételemhez írt cikkben elmélkedtem arról a kérdésről, hogy mi milyen messze van. Csak emlékeztetőül ott a következővel kezdtem az eszmefuttatást:

Kisfiam tett fel egyszer egy érdekes kérdést: Apa, meddig látunk el a távcsöveddel? Érdekes kérdés, és nem lehet rá egyszerűen válaszolni. Őszintén érdeklődő gyermeki kérdés ez, és nem tudtam elintézni egyetlen mondatban. Pedig nagyon igyekeztem, mert a gyermekek másik jellemző vonása, hogy a túlságosan bonyolult messziről induló válaszok esetén hamar elvesztik azt a bizonyos érdeklődésüket.

A kérdés már egy jó ideje ott bolyong a fejemben. Talán azért, mert erre a kérdésre nemcsak ő, hanem én is szeretném tudni a választ, talán már gyermekkorom óta. A kérdés inspirált, és elkezdtem vizsgálni annak a lehetőségét, hogy miként örökíthetnék meg minél távolabbi, és távolabbi objektumokat a saját amatőrcsillagász felszerelésemmel.

Több felvételemen is láthatóak háttérben galaxisok a kiszemelt célpont mellett, melyek sok esetben az adott objektumnál, legyen az akár egy galaxis, sokkal messzebb vannak. Például ezen a felvételen maga az M108 45 millió fényévre van, míg akár 500 vagy 800 millió fényévről is látszanak halványan galaxisok. A még távolabbiak fénye azonban, lassan belevész a háttérbe. Ha ennél is távolabbra szerettem volna tekinteni a kertemből, valami nagyon nagy energiakibocsájtással rendelkező égitestet kellett választanom. Szerencsére a világegyetem, rendelkezésemre bocsájtott ilyen távoli roppant fényes világítótornyokat a kvazárok és aktív galaxis magok képében.

A kvazárok története 1962-ben kezdődött Maarten Schmidt munkásságának köszönhetően, aki a 3C 273 rádióforrást csillagszerű objektumokként azonosította. Később újabb, és újabb ilyen azonosítások következtek, amikor a csillagászok elkezdték a rádióforrások optikai tartományban történő keresését. Jó pár rádióforrás helyén egy furcsa kékes színű csillagot találtak. Angol elnevezésüket is ennek köszönhetik: quasi-stellar radio source, magyarul csillagszerű rádióforrások, melyet később már csak a rövidített quasar formában használtak. Nyelvünkben fonetikusan honosodott meg: kvazár. Az igazi meglepetés akkor következett, amikor megállapították, hogy a galaxisunkon túl, hihetetlen távolságban vannak. A színképekben tapasztalt vörös eltolódás mértéke ugyanis igen nagy volt. Ez azzal magyarázható, hogy a világegyetem tágulásának köszönhetően ezek az objektumok hatalmas sebességgel távolodnak tőlünk. A Doppler-effektus pedig a vörös szín irányába tolja a vonalakat.  A távolódás sebességének mértéke pedig a távolsággal arányos (Hubble-törvény), így ezeknek az objektumoknak több milliárd fényéves távolságban kellett lenniük a számítások szerint. Ebből pedig az következett, hogy óriási mennyiségű energiát sugároznak ki, méghozzá csillagászati értelemben roppant kis területről.

A kvazárok az optikai tartományban sajátos spektrumokat mutatnak, így később már rádióforrás nélkül is elkezdtek rájuk vadászni a kutatók. Kiderült, hogy nem is minden kvazár sugároz a rádió tartományban. Valójában csak 10% az, ami igen. A kvazár szót azonban továbbra is megtartották. Pontosabban bevezették a rádió tartományban csendes kvazár, angolul radio-quiet quasar (RQQ) kifejezést is.

Kiderült továbbá, hogy színképük alapján rokonságban állnak a Seyfert galaxisokkal, melyek aktív galaxis maggal (Active Galactic Nucleus – AGN) rendelkeznek, sőt a rádió galaxisok, és a blazárok is ennek a családnak a tagjai. A ma elfogadott modellek szerint a felsorolt objektumok magjában egy szupermasszív központi fekete lyuk található, melynek tömege a pár milliótól több milliárd naptömegig terjedhet. Ezek a fekete lyukak próbálják elfogyasztani a környezetükben található anyagot. Az étekként szolgáló anyag akkréciós korongot formál, melyet kívülről sűrűbb lassabban keringő gázfelhők vesznek körül. Az akkréciós korong anyaga miközben befelé örvénylik, egyre gyorsabban mozog, és felhevül. A mozgási energiájának pedig egy jelentős része elektromágneses sugárzássá alakul. Továbbá a mozgási energia egy része biztosítja a töltött részecskék relativisztikus (közel fénysebességre) történő gyorsítását. Az akkréciós korongra merőleges, a forgástengellyel párhuzamosan plazmából álló jet-ek jönnek létre, melyben az említett részecskék kifelé haladva spiráloznak, miközben szinkrotonsugárzást bocsájtanak ki. A jet-ek mérete hatalmas is lehet, elérhetik akár a több millió fényévet is. Ehhez képest maga a belső szerkezet, vagyis a korong és az azt körülvevő gázfelhők fényéves nagyságrendbe esnek. Emlékeztetőül a Tejútrendszer átmérője 100000 fényév.

Az, hogy a galaxis magját miként látjuk, milyen objektumként soroljuk be, attól függ csak, hogy a jet milyen irányba mutat. Leegyszerűsítve, ha pontosan felénk mutat az egyik jet, akkor blazárként jelenik meg az objektum. Ha a jet szöge egy kisebb szöget zár be a látóirányunkkal, akkor kvazár vagy Seyfert I típusú galaxis figyelhető meg.  Amennyiben oldalról látjuk a jet-et, akkor rádió galaxisként, vagy Seyfer II típusú galaxisként észleljük.

A dolog ennél azért összetettebb, de erre most itt nem térnék ki. A lényeg, hogy azonos motor működteti ezeket az aktív galaxis magokat, melynek során oly hatalmas mennyiségű energia szabadul fel, hogy a kertből egy amatőr felszereléssel milliárd fényévekről esélyem lehet elcsípni a sugárzásukat.

Átnéztem a tél végén, tavasszal észlelhető kvazárok listáját. Sokáig kerestem a megfelelőt. Egy kvazár mégis mindössze csak egyetlen halvány csillagocska felvételen. Persze így is büszke tulajdonosa lehetek egy felvételnek, melynek egyik pontjára akár milliárd éveket is utazott a fény. Ez azért mégiscsak izgalmasan hangzik! De hogyan lehetne az izgalmakat tovább fokozni? Arra gondoltam, hogy átnézem észlelési terveimet, és kiválasztok egy olyan objektumot, amit egyébként is meg szerettem volna valamikor örökíteni, továbbá van legalább egy kvazár, vagy AGN a közelében. Kritérium volt még az is, hogy magasan látszódjon a horizont felett az objektum, hogy a légkör és fényszennyezés hatása kevésbé érvényesüljön. Így tavasszal a Nagy Medve csillagkép és környezete nagyszerűen megfelel ennek a kritériumnak, legalábbis az észlelőhelyemről. Továbbá ebben az irányban szabadon kilátunk a galaxisunkból. Így végül innen választottam jelölteket a listámról. Már csak át kellett néznem egyenként a környezetüket, hogy akad-e ott kvazár vagy AGN. Korábbi felvételeim során szerzett tapasztalataim alapján kizártam azokat, melyek 19 magnitúdósak vagy annál halványabbak voltak. A legnagyobb égterület, amit felszerelésemmel meg tudok örökíteni, 30 ívperc alatt van egy kicsivel. Végül az M108 mellett döntöttem, mert ott annak esélyét is megláttam, hogy a 10 magnitúdós galaxis mellett be tudok cserkészni négy ilyen roppant távoli objektumot is a távcső megfelelő beállításával, és még a galaxis is középre kerül. Sikerült is lefotóznom mind a négyet.

 

Objektum	magnitúdó	z (vöröseltolódás)	visszatekintési idő	típus
SDSS J111036.95+555144.1	18.2	1.351418 +/- 0.000461	8.7 milliárd év	QSO
SBS 1107+557	18.3	0.392637 +/- 0.000353	4 milliárd év	AGN1
SBS 1108+560	16.9	0.768267 +/- 0.000359	6.5 milliárd év	AGN1
SDSS J111132.12+553240.2	18.6	1.003890 +/- 0.000524	7.5 milliárd év	RQQ

A z a mérhető vörös eltolódást jelenti. A visszatekintési idő pedig, amennyi év alatt a fény elért hozzánk. A legközelebbi csillagról a fény 4 év alatt ér ide, azaz mondhatjuk azt, hogy távolsága 4 fényév. Hasonlóan, kiszámíthatjuk, hogy egy z vöröseltolódású galaxisból kibocsátott fény mennyi ideig utazott, ami a fényidőtávolság, vagy visszatekintési időből származó távolság definiálását teszi lehetővé.

Anélkül, hogy az olvasónak bármit is kellene erről tudnia, de persze szabadon utánanézhet, a távolság kiszámításánál a kozmológiai korrekcióban a következő értékek kerültek felhasználásra: H = 73.00 km/sec/Mpc, Ωmatter = 0.27, Ωvacuum =  0.73

(A kozmológiában egy vöröseltolódáshoz többfajta távolság típus tartozik. Erről Dr. Kiss László írt egy remek összefoglalót pár éve az MCSE oldalán.)

Aznap este sikerült lencsevégre kapni a gyönyörű M108-at, de megörökítettem még két aktív galaxist (AGN1), egy rádió tartományban csöndes kvazárt (RQQ), és egy kvazárt (QSO).

Had válaszoljak hát fiam kérdésére most tényleg egy mondatban. Ha az objektum elég fényes, akkor 8.7 milliárd fényévre is ellátok. A fény, amikor útjára indult onnan, a Föld még csak nem is létezett, és én ezt a fényt most rögzíthettem.

 

M51 (Örvény-köd) és az NGC5195

2014-03-27 – Göd – 90 x 55 sec light és 15 x 55 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera

M51 (Örvény-köd) és az NGC5195

2013-03-27 – Göd – 90 x 55 sec light és 15 x 55 sec dark

és

2014-04-27 – Göd – 62 x 55 sec R, 63 x 55 sec G, 54 x 55 sec B és 15 x 55 sec dark

UMA-GPU APO Triplet 102/635, SkyWatcher HEQ-5 Pro mechanika SynScan vezérléssel

ASI 120MM monokróm kamera, Astronomik RGBL fotografikus szűrőszett

Ritkán szoktam ilyen kifejezéssel élni egy égi objektum esetén, de az M51 (NGC5194) az égbolt egyik ikonikus galaxisa. Egyszer érdemes lenne egy felmérést végezni, hogy a csillagászati könyvek mekkora százalékában szerepel a fotója. Amennyiben lesz egyszer időm, akkor végignézem a polcomon sorakozó nagymennyiségű könyvet, és elkészítem a saját statisztikámat. Nagy összegben mernék fogadni, hogy jelentős százalékról lehet szó. Arra is nagyobb összeget mernék tenni, hogy a nem kimondottan csillagászati érdeklődésű, de azért a tudomány iránt fogékony emberek közül a legtöbben már látták a fotóját. A galaxis bizonyosan igen előkelő helyet foglal el az amatőrcsillagász bakancslistán is. Egy objektum, ami a legtöbbünknél a látni kell, észlelni kell kategóriába tartozik. E fotó elkészítésének egyik fő mozgatórugója is ez volt. De azért volt ott más is.

A tavasz közeledtével a Nagy Medve (Ursa Major) csillagkép, és ennek részeként, a Göncölszekér egyre magasabbra emelkedik az esti égen. Kitűnő lehetőséget biztosítva, hogy megfigyelhessük azt a sok égi csodát, ami ebben és a környező csillagképekben található. Azért hangsúlyoztam ki a környező csillagképeket, mert az M51 nem a Nagy Medve csillagkép, hanem a Vadászebek (Canes Venatici) területén helyezkedik el. Azonban én mindig a Göncölszekér rúdjának a végétől (Éta UMA), arab nevén az Alkaid nevű csillagtól szoktam elindulni, a Vadászebek legfényesebb csillagának, a Cor Caroli-nak az irányába. Innen ugyanis alig 3.5 fokra található nagyjából az előbb említett egyenes mentén. Könnyen ráakadhatunk, mert már a 9×50-es keresőtávcsövemben is látható a 8.4 magnitúdós galaxis sejtelmes halvány pacaként. Tehát akár binokulárral is felkereshetjük megfelelően sötét ég alatt, de arra ne számítsunk, hogy már egy ekkora távcsővel is megcsodálhatjuk a spirálkarokat. Inkább kisebb halvány ködösség formájában fog megjelenni. Vizuálisan az én 10 cm-es távcsövemmel már látszik ködös kiterjedése. Az alakja határozott, de pereme beleolvad az égi háttérbe. Régebben sokat észleltem Ráktanyán egy 44.5 cm-es Dobson távcsővel, melyet Szitkay Gábor jólelkűségének köszönhetően használhattunk a hegyen. Ej, mennyi különleges mély-ég csodát megmutatott ott Bakos Gáspár nekem, miközben én változócsillagokat észleltem. De visszatérve az eredeti témához, emlékszem, hogy a sötét égen ebben műszerben miként pompáztak az M51 varázslatos spirálkarjai, és hogy látszott az egyértelmű összeköttetés a galaxis és társa között. Rendelkezzünk akármekkora műszerrel, könnyű azonosíthatósága miatt bátran ajánlom az égbolttal csak most ismerkedőknek a felkeresést, mert az önmagunknak való felfedezés örömét élhetjük át, még akkor is, ha nem mi vagyunk az elsők.

A galaxis felfedezője Charles Messier, akinek katalógusában az 51-es sorszámot kapta. Messier saját maga 1773. október 13-án talált rá az égbolton. Az NGC5195-re, az M51 társára, azonban csak évekkel később (1781) akadt rá Pierre Méchain. Ő Messier-vel közösen végezte az égbolt átfésülését üstökösök után kutatva, és katalogizálva azokat a mély-ég objektumokat, melyek összetéveszthetőek voltak a csóvás vándorokkal. Az ő műszereik még nem mutatták meg az objektum igazi arcát. Az csupán ködös foltokként jelent meg a távcsőben. William Parsons, ismertebb nevén Lord Rosse volt, aki felismerte spirális szerkezetét a XIX. század derekán. Ez az objektum volt a spirális ködök csoportjának elsőként megtalált képviselője.

Lord Rosse (William Parsons) rajza az M51-ről.

A XIX. században egészen a XX. század elejéig vita tárgyát képezte, hogy mik is pontosan ezek az objektumok és hol helyezkednek el. A kérdést végül 1926-ban Edwin Hubble döntötte el, amikor Cepheida változókat sikerült azonosítani eme spirális ködökben. Az említett változók periódus és fényesség relációját felhasználva megállapította, hogy bizony ezek a Tejútrendszeren kívül elhelyezkedő önálló távoli csillagvárosok, galaxisok.

Egy pillanatra álljunk itt meg. Kisfiam tett fel egyszer egy érdekes kérdést: Apa, meddig látunk el a távcsöveddel? Őszinte gyermeki kérdés, és nem tudtam egyetlen mondatban válaszolni. Megint az attól függ kezdetű mondattal láttam neki a magyarázatnak és igyekeztem rövidre és érthetőre fogni. Ez többé-kevésbé sikerült csak. Tényleg, milyen messze tekintünk akkor, amikor az M51-et beállítjuk a távcsőben?

Gondolhatnánk, hogy erre a tudomány egzakt választ ad napjainkban, amikor már közel 100 éve Hubble megállapította, hogy a galaxisok túl vannak a Tejútrendszer határain. Hiába vannak gyakran egymásra épülő távolság meghatározási módszerek a csillagászok kezében, erre nem tudunk tökéletesen pontos választ adni még ma sem. Az egyes módszerek némileg eltérő eredményeket adnak. Ezen módszerek tökéletesítése és azok kalibrációja folyamatos munkát ad a csillagászoknak, és a szakemberek meg is tesznek mindent, hogy megalkothassák a „kozmikus méterrudat”.

Valójában különböző távolságmérő rudak sokaságáról kell beszélni. Különböző távolságskálán más és más módszer használható. Szerencsés esetben kettő vagy több módszer átfed egy adott távolságot lehetőséget adva a módszerek, illetve távolságindikátorok pontosítására, kalibrációjára. Az egyik legalapvetőbb mérési eljárás a trigonometrikus parallaxis. Többször megmérve egy viszonylag közeli csillag pozícióját egy év folyamán azt tapasztaljuk, hogy az megváltozik. A csillag elmozdulni látszik a távolikhoz képest. Az elmozdulás ciklusa pedig pontosan egy év, ami alatt a Föld egyszer megkerüli a Napot. A Föld ugyanis egy nagyjából 300 millió kilométeres nagytengelyű ellipszis pályán mozog, és kissé más irányból nézünk a csillagot a pálya különböző pontjain. Az égi látszólagos elmozdulás szögét megmérve, a Nap és Föld távolságot ismerve, kiszámolható a csillag távolsága trigonometrikus alapismeretek birtokában.

Az évi parallaxis jelensége.

A csillagászatban a fényév helyett éppen ezért vezették be a parszek (pc) távolsági egységet. 1 parszek 3.26 fényév. Egy parszek (pc) távolságra van tőlünk az az objektum, melyből merőleges rálátás esetén a földpálya sugara éppen 1 ívmásodperc szög alatt látszik.

A módszernek az szab határt, hogy mekkora a legkisebb szög, amit még ki tudunk mérni. A Földön a légkör is akadályt gördít elénk, így 1989-ben pályára állították a Hipparcos űreszközt mely 120000 csillag parallaxisát mérte meg nagy pontossággal, és még további egymillió csillagról gyűjtött adatokat. A Hipparcos 0.001 ívmásodperc pontossággal tudott mérni. 2013 decemberében sikeresen felbocsájtották a Gaia űrszondát. Ennek az eszköznek 1 milliárd csillag pozíciójának megmérése és elmozdulásának detektálása lesz a feladata. A pontossága 0.000001 ívmásodperc. Ezerszer nagyobb, mint a Hipparcos szondáé volt. Pár éven belül rengeteg pontos távolság adat birtokában leszünk a Tejútrendszerben található csillagok esetében. A mérési módszerek „Szent Grálja” ez, ugyanis pusztán szögmérés, és nem egyéb asztrofizikai összefüggéseken, relációkon illetve tapasztalati összefüggéseken alapszik.

Ahhoz, hogy galaxisok távolságát megmondhassuk, további módszereken keresztül vezet az út. A teljesség igénye nélkül megemlítenék párat.

Itt van például a már fentebb is említett Cepheida változók periódus és abszolút fényesség relációja. A periódusból megkapható az abszolút fényesség. Ennek és a mért látszólagos fényesség birtokában a távolság megmondható. Ehhez csak ilyen változókat kell találnunk egy távoli galaxisban. Még a mai műszerekkel sem egyszerű csillagokra bontani a távolabbi galaxisokat. Van a Cepheida pulzáló változókkal egy másik probléma is. Ezek nagytömegű, és ezért rövid életű csillagok egyik fejlődési fázisát képviselik. Így csak olyan galaxisokban találhatunk ilyeneket, melyekben még ma is aktív csillagkeletkezés zajlik. Ezért például elliptikus galaxisokban erre nem sok esélyünk van. Itt más módszerhez kell folyamodnunk. Ebben az esetben a Cepheida változóknál kisebb tömegű, és ezért hosszabb életű csillagok egy késői fejlődési stádiumát jelentő RR Lyrea változócsillagok után kell kutatnunk. Az RR Lyrae váltózó csillagok a magjában már javában folyik a hélium szénné alakítása. Pulzációs periódusuk és abszolút fényességük között pedig reláció áll fent, így tökéletesek távolság meghatározására, akár csak a Cepheida változók. Az RR Lyrae típusú csillagok nem olyan fényesek, mint a Cepheida típusúak, így nehezebb azonosításuk, csak közelebbi elliptikus galaxisok esetén használhatóak.

A szupernóvák azonban roppant fényesek és messzire ellátszanak, és az Ia típusúak abszolút fényessége az őket létrehozó fizikai folyamatoknak köszönhetően állandó. Leegyszerűsítve nincs más hátra, mint a látszólagos fényességet megmérni, és már meg is tudtuk a távolságot. Ehhez azonban el kell csípnünk egy ilyen robbanást. Ezért (is) örülnek a csillagászok minden egyes extragalaktikus szupernóvának. Ezek ugyanis nagyban hozzájárulhatnak egy galaxis távolságának pontosításához.

Egy másik módszer a Tully-Fisher reláció használata (elliptikus galaxisok esetén nem használható, csak spirális és lentikuláris galaxisoknál), mely egy tapasztalati összefüggés a galaxisok luminozitása és a galaxis rotációs görbéjének amplitúdója között. A részletekbe nem nagyon elmerülve, arról van szó, hogy a viszonylag könnyen mérhető galaxison belüli sebességekből meghatározható a galaxis luminozitása, és ebből pedig távolsága. Ugyanis, a galaxis csillagainak dinamikáját a galaxis tömege határozza meg, mely pedig összefüggésben áll annak luminozitásával. Az így kapott luminozitást felhasználva a látszólagos fényesség ismeretében a távolság már meghatározható.

Elliptikus galaxisok esetén is van azonban egy tapasztalati törvény, melyet Faber-Jackson relációnak neveznek. Itt is az a lényeg, hogy valami viszonylag könnyen mérhető tulajdonságból következtetünk a galaxis távolságára. Az elliptikus galaxisok központi csillagainak látóirányú sebesség diszperziója spektroszkópiai módszerekkel (Doppler-effektus) meghatározható. Majd a Faber-Jackson tapasztalati relációt felhasználva megkapjuk a galaxis abszolút fényességét. Ebből és a látszólagos fényességből már meghatározható az elliptikus galaxis távolsága.

A felsorolásom közel sem teljes, és valójában csak egy rövid betekintést szerettem volna nyújtani a módszerek tárházába. Léteznek még további megfigyeléseken alapuló tapasztalati összefüggések is, illetve műszereink működéséből fakadó módszerek, például a felületi fényesség fluktuáció módszere, melyek felhasználhatóak a távolság meghatározására bizonyos esetekben. A téma iránt érdeklődök, bőséges szakirodalmat találhatnak az interneten, akár magyar nyelven is.

Ha több módszer is van, és ebből pár átfed közös tartományokat, akkor mégis mire fel a bizonytalanság? A legtöbb módszernek magának is van egyfajta bizonytalansága, hibája. A Cepheida változók esetén ez 7-15% attól függően, hogy milyen messze van a galaxis. Az Ia szupernóvák módszere az egyik legpontosabb, de itt is 5%-os hibával kell számolni. Mivel a legtávolabbi mérésekre használható módszerek a közelebbi távolságokra működőkre épülnek, azokhoz kalibráltak, így a statisztikai és szisztematikus hibák egymásra rakódnak. Nem kell hát csodálkozni azon, hogy a csillagászatban ritkán érhető el az a pontosság, mint a tudomány más területein.

Mielőtt a távolság kérdését lezárnám, büszkeséggel had említsek meg egy tanulmányt, mely sok magyar kutató nevével jegyzett: J. Vinko, K. Takats, T. Szalai, G. H. Marion, J. C. Wheeler, K. Sarneczky, P. M. Garnavich, J. Kelemen, P. Klagyivik, A. Pal, N. Szalai, K. Vida: Improved distance determination to M51 from supernovae 2011dh and 2005cs.

A szerzők az M51-ben történt két szupernóva robbanás alapján határozták meg a galaxis távolságát. Az egyik szupernóva 2005-ben (SN 2005cs) míg a másik 2011-ben (SN 2011dh) tűnt fel ebben a csillagvárosban. Ők eredményül 8.4 +/- 0.7 Mpc, vagyis 27.4 millió +/- 2.3 millió fényév értéket kaptak. Ez elég jól egyezik más módszerekből kapott távolságadatokkal. Meg kell jegyeznem azonban újfent, hogy más és korábbi módszerek eredményei ehhez az értékhez képest +/- 10 millió fényéves tartományban szórnak. Az M51 példáján keresztül is látszik, hogy a távolság meghatározása keményebb dió a csillagászatban, mint az ember azt elsőre gondolná.

Visszatérve az eredeti kérdésre, fiamnak ebben az esetben azt mondanám, kerülve a fenti hosszas eszmefuttatásokat, hogy az M51 nagyon durván 27 millió fényévre van. Ily messzire tekintettem aznap hajnali egy előtt nem sokkal. Ez irdatlan nagy távolság, azonban közelinek számít a látható világegyetem méreteihez képest. Szinte csak a nem túl távoli kozmikus szomszédhoz kukkantottam át.

A „szomszédban” pedig két ütköző galaxis, az M51 (NGC5194) és az NGC5195 látvány fogadja az észlelőt. Az M51-et találó néven Örvény-ködnek vagy Örvény-galaxisnak is nevezik. Mérete, a távolság adatok függvényében, valahol 50 és 75 ezer fényév körül lehet. Tömegét 160 milliárd naptömegre becslik. A két roppant határozott markáns spirálkar a központi régióból indul ki. Felépítése miatt a grand design spiral galaxy csoportba sorolják. (Igazán jó magyar fordítást még mindig nem találtam.) Ha alaposan szemügyre vesszük ezeket a karokat, akkor látható, hogy helyenként kissé torzultak, és igen aktív csillagkeletkezés zajlik bennük. Ezek a kisebb, és a találkozásnak köszönhetően rendkívül deformált NGC5195 gravitációs hatásának köszönhetőek. A két galaxis deformitásának mértéke alapján arra lehet következtetni, hogy az M51 jóval nagyobb tömegű a partnerénél. Az ütközés körülbelül fél milliárd éve kezdődött meg. A kisebb galaxis éppen távolodik tőlünk, miután keresztülhatolt az M51 látóirányunkra merőleges korongján. A gravitációs kapocsnak köszönhetően még visszatér majd, és megpróbál újra átkelni az M51 galaktikus síkján. Néhány 100 millió év múlva, és pár ilyen keringővel később az összeolvadás befejeződik majd.

De vizsgáljuk meg egy kicsit alaposabban mi is zajlik ebben a két galaxisban. Korábbi cikkeimhez hasonlóan itt is az elektromágneses spektrum különböző tartományaiban készült felvételeket hívom segítségül.

Az M51 (NGC5194) és az NGC5195 a röntgen tartományban – Chandra űrtávcső

A Chandra űrtávcső felvételén megfigyelhetőek a fekete lyukkal rendelkező kettős rendszerek (apróbb pöttyök), illetve a galaxisok magjában található nagytömegű központi fekete lyukak által kibocsájtott röntgensugárzás (két nagy fehér folt). Az, hogy az M51 magjában egy szupermasszív fekete lyuknak kell lennie, már az optikai tartományban készült felvételek alapján is sejthető. A mag roppant fényes. A saját felvételem készítésekor is úgy igyekeztem beállítani a kamera paramétereit, hogy a mag ne égjen be durván. Egy Seyfert II típusú galaxisról van szó, mely aktív galaxis maggal (Active Galactic Nucleus – AGN) rendelkezik. Ezen magok által kisugárzott nagymennyiségű energia, pedig egy ott elhelyezkedő szupermasszív fekete lyuk jelenlétével magyarázható. A képen látható halványabb kiterjedt foltok pedig felhevült gázfelhők, melyek a lágy röntgentartományban sugároznak.

Az M51 (NGC5194) és az NGC5195 ultraibolya tartományban – GALEX felvétele

Az ultraibolya tartományban készült felvételen jól látszik a spirális galaxisban nemrég megszületett nagytömegű forró kék csillagok sugárzása. Csillagászati értelemben ezek igen rövid ideig, mindössze pár millió évig élnek. Létezésük a most is zajló igen intenzív csillagkeletkezésnek a biztos jele. Ahogy fentebb is írtam, az M51-ben a heves csillagkeletkezés az NGC5195 gravitációs hatásának köszönhető. Érdemes megfigyelni, hogy az NGC5195 csak egy halvány vöröses foltocska. Szinte alig látszik. Ebben a galaxisban nem zajlik csillagkeletkezés. Ennek oka, az ehhez szükséges anyag hiánya, melyre két magyarázat kínálkozik. Valaha formás elliptikus galaxis volt, s mint az ilyenekben a csillagok gyártása már régen leállt. A másik lehetséges magyarázat, hogy az ütközésben elvesztette az ehhez szükséges készleteit.

Az M51 (NGC5194) és az NGC5195 az infravörös tartományban – Spitzer űrtávcső

Végezetül vessünk egy pillantást a Spitzer űrtávcső infravörös tartományban készült felvételére. A kék szín az idősebb hidegebb csillagok infravörös sugárzását jelöli. Míg a vörös a csillagászati értelemben meleg csillagközi por sugárzását jelöli. Így a vörös területek reprezentálják azokat a területeket, ahol a csillagok következő generációja fog megszületni az M51-ben. Itt is jól látható, hogy az NGC5195-ben már nincsenek csillagok keletkezésére alkalmas környezetek.

Ha nekem is szabad egy hasonlattal élnem, akkor az M51 és az NGC5195 olyan, mint Stan és Pan. Meglepően különböző karakterek, de együtt igen látványosat alakítanak.

2014. március 26/27. éjszaka

Már hetek óta vártam a megfelelő derültet, mígnem 2014. március 26-án 21 óra környékén kiderült. A felhők elvonultak végre, és csillagos eget hagytak maguk mögött. Villámgyorsasággal és hatalmas lelkesedéssel pakoltam ki a távcsövemet. Mire mindent beállítottam, és a távcső már csak a bevetésre várt, a semmiből megint felhők jelentek meg. Olyan érzésem volt, hogy mind a négy égtáj felől támadnak, majd a fejem felett összezáródott a felhőpaplan. Csalódottságom határtalan volt, ugyanis ezen a héten nem ez volt az első alkalom. Pár nappal korábban már alkalmam volt összerakni, majd 20 perccel később szétszedni a felszerelést. Aznap viszont nem így tettem. A házba beballagva hosszasan szemléltem a műholdfelvételeket. Elhatároztam, hogy várok. Bár egy roppant hosszú és fárasztó munkanap volt mögöttem, de nem adtam fel. Olvasással ütöttem el az órákat, miközben néha kikandikáltam. Éjfél után a felhők, ahogy jöttek, el is mentek. Az ég már közel sem volt olyan nagyszerű, volt valami furcsa opálossága. Vakargattam a fejem, mert az előre eltervezett célpont fotózása már kútba esett. Túl halvány volt ahhoz, hogy ilyen égen megpróbálkozzam vele. A Göncölszekér éppen a zenit közelében tartózkodott. Jött hát az elhatározás. Egyszer úgyis szerettem volna egy elfogadható fotót készíteni az M51-ről. Ott volt az a bizonyos amatőrcsillagász, vagy asztrofotós bakancslista. Az Örvény-köd egy látványos, viszonylag fényes és asztrofizikai szempontból is érdekes objektum. Most pedig a zenit közelében szinte kínálta magát hívogatóan. Ráfordítottam hát a távcsövet, készítettem pár próbafelvételt. Az ég nem volt igazán jó, ez a képeken is látszott, de hajlandó voltam kompromisszumot kötni a cél érdekében, és egy kicsit visszavettem az expozíciós időből. Megkezdtem a felvételek készítését, miközben azon töprengtem, mit is kellene majd írni erről a nagyszerű galaxisról és társáról. 90 darab nyers kép elkészítését adta nekem a sors, mert azután lehelet finom fátyolfelhők úsztak be az egemre.

Úgy érzem mégsem volt hiábavaló a virrasztás, mert jutalmam egy újabb megörökített nagyszerű objektum lett. Saját Messier katalógusom újabb taggal gyarapodott. Ez a kép közel sem biztos, hogy a végső változat. Talán exponálok még hozzá hosszabban is, talán készítek LRGB változatot. De annyi más érdekes látványt tartogat még az égbolt, így lehet, csak később térek vissza rá. Meglátjuk. Talán jöhetne a következő pont a bakancslistán.

2014. április 27/28. éjszaka

20 nap telt el úgy, hogy egyáltalán észlelésre alkalmas lett volna az éjszakai égbolt lakóhelyemen. Ezen a vasárnapon viszont végre szép volt az idő. Kellemesen sütött a nap, lehetett kertészkedni és a gyerekekkel játszani a kertben. A szél elég intenzíven fújt. Mókás volt, ahogy kislányom haját kócolta, de azért titkon reménykedtem, hogy napnyugtára elcsendesedik, az ég pedig derült marad.

Mivel már nem sötétedik korán, így nyugodtan csináltam végig az esti szertartást a három gyermekkel. Miután mindenki ágy közeli helyzetbe került, kipakoltam. Ujjongtam, mert derült maradt, és a szél is elállt. Mire azonban teljesen besötétedett, az átlátszóság durván leromlott. A nyugodtság korábban sem volt valami fergeteges. Nem volt más választásom, mint a pocsékká vált égen keresni egy célpontot megfelelő magasságban, és reménykedni benne, hogy a helyzet nem lesz rosszabb. Ekkor ötlött a fejembe, hogy talán itt lenne az ideje színeket adni az egy hónappal korábban készült M51 felvételemhez. Bármely más esetben, ha csak úgy este 11 körül kitekintettem volna az égre, akkor talán a felszerelést sem pakolom ki. Az ínséges idők után viszont igen elszánt voltam. Végül 62 darab R szűrős, 63 darab G szűrős és 53 darab B szűrős felvételt készítettem. Mindegyik expozíció 55 másodperces volt.

Az éjszakának több tanulsága is volt:

• Végre nem kellet masszívan felöltözni. A 10 fok körüli hőmérsékletet szinte melegnek éreztem a korábbi hónapok éjszakáihoz képest.
• Sose feledd megjelölni, és felírni a kamera állását egy felvétel után! Ez korábban elmaradt, és a végső képet nagyon meg kellett vágnom, mert az RGB felvételek elforogtak az L-hez képest. Erre mostmár valami alkalmatosságot is fogok eszkábálni.
• A harmatsapka sem véd a végtelenségig. Hajnalra minden úszott, és a távcső objektívje elkezdett párásodni. Ezért készült összesen csak 53 darab B szűrős felvétel.
• 2 óra alvás után nem túl vidám végigdolgozni egy napot.

Tanulságok ide, tanulságok oda. Körülmények ide, körülmények oda. Most azt gondolom, hogy megérte az élmény. E sorok írása közben már kipihentem egy kissé magam, így megint izgatottan várom az újabb derült eget.

Kívánok derült eget nektek is!

2014-02-20 – Siding Spring Observatory – 40 x 15 sec Light és 20 x 15 sec R, G, B
iTelescope.net T9 – 32 cm f/9.3 (f/7.4 fókusz reduktorral) Ritchey-Chretien tükrös távcső – SBIG ST8 XME CCD

A választás

Az emberi elme egyik érdekes sajátossága, hogy a dolgokban gyakran keressük a mintákat és a hasonlóságokat. Képesek vagyunk olyanok felismerésére is, melyekbe gyakran az elemző szoftvereknek is beletörik a bicskája. Nagyszerű csillagászati példa a Galaxy Zoo projekt, ahol önkéntesek, érdeklődők osztályoznak és válogatnak galaxisokat. Bizonyosan velünk született ez az képesség. Már ott van a gyermekben, aki még csak ismerkedik a világgal.

Engem is a hasonlóság keresése mozgatott, amikor a következő megörökítendő objektumon törtem a fejemet. Egészen pontosan olyan célpontot kerestem, mely kicsiny és alteregója egy másiknak. A választás végül az NGC3132-re esett. Miért éppen ez? Izgalmasnak tűnt, hogy felvételt készítsek a talán legismertebb északi planetáris ködnek, az M57-nek a déli hasonmásáról. Továbbá nagyon rég fényképeztem planetáris ködöt, a távirányítású távcsövekkel pedig még soha. Ez a projekt egyben egy másik előkészítése is volt. Kíváncsi voltam, hogy milyen részletek örökíthetőek meg ezekkel az eszközökkel, 1 ívperc alatti, ebben az esetben nagyjából 0.8 ívperc átmérőjű objektum esetén. Természetesen fotóztam már az iTelescope hálózat távcsöveivel, de ott maguk a célpontok sokkal nagyobb méretűek voltak az NGC3132-nél. Itt nem egy nagyobb, sok ívperces téma apró részleteit kellett megörökíteni, hanem egy planetáris ködöt, ami még 1 ívperc sincsen.

Be kell vallanom, hogy nagy hatással volt rám több hazai asztrofotós és amatőrcsillagász mostanában megjelent munkája is. Csak, hogy pár nevet említsek, inspirált például Fényes Lóránd Galaxis nővérek alkotása is, melyben az M33 és az NGC300 döbbenetes hasonlóságát mutatja meg. Többet olvashatunk magáról az NGC300-ról Kernya János Gábor cikkében a Meteor 2013/12. számában.

Az NGC3132 planetáris köd

Az M57 Gyűrűs-köd néven is ismert, így ikertestvérére, az NGC3132-re ráragasztották a Déli Gyűrűs-köd elnevezést. A Vela csillagkép irányába látszó objektum, nagyjából 2000 fényév távolságra van tőlünk mely alapján átmérőjét 0.4 fényév körülinek becsülik. A köd középpontjában egy kettőscsillag található, a csillagok fényessége 10 és 16 magnitúdó. Az én felvételemen a jóval fényesebb komponens ragyogásában elvész a halványabb. Pedig a ködöt alkotó anyagot, ez a halványabb, valaha nagyobb tömegű, és ezért gyorsabban fejlődő csillag dobta le magáról. A nagyjából Nap tömegű csillagoktól kezdve egészen a körülbelül nyolcszor nagyobb tömegű csillagokig bezárólag mind így végzik majd, az ezt megelőző vörös óriás állapot után. További fúziós energia termeléséhez tömegük nem elég nagy, lassan összehúzódva fehér törpévé válnak, miközben külső burkukat ledobják. Lecsupaszított feltárulkozó forró (100000 K) központi részük nagyenergiájú sugárzása révén gerjeszti a köd anyagát. Ez a gyönyörű táguló szín kavalkád azonban nem marad fenn sokáig csillagászati értelemben. Pár 10000 év, és a láthatatlanságba olvad. A Föld méretével és nagyjából a Nap tömegével rendelkező, és így roppant sűrű fehér törpe viszont még milliárd évekig sugározza szét elraktározott energiáját.

A planetáris ködök morfológiájának kutatása a csillagászat egy igen érdekes területe. A kezdeti kutatásokban feltételezték, hogy amikor egy ködre pillantunk, akkor annak fényessége sűrűségével van összefüggésben. Ebből indultak ki az első modellek még az 1900-as évek elején. Az már akkor is nyilvánvaló volt, hogy egy térbeli alakzat kétdimenziós vetületét látjuk. Nagy kérdés volt, hogy egyetlen térbeli forma létezik-e, és ennek csak különböző vetületeivel van-e dolgunk? Esetleg a ködök tényleg ennyire változatosak lennének? Csoportokba sorolhatóak az egyes formák? Ezek és hasonló kérdések foglalkoztatták a kutatókat. Egy csillag életének végstádiumáról van szó, így a csillagfejlődés elméletének egyik kulcskérdésére keresték a választ. A köd létrejöttét megelőző a csillag állapotát leíró elméletekkel is összhangban kellett lennie a teóriáknak. A kezdeti modellek ellipszoid alakú felhővel számoltak. Ezek viszonylag jól magyarázták a kisfelbontású felvételeken látható alakját a planetáris ködöknek, továbbá a köd megfigyelhető dinamikáját. Azonban az űrtávcsövekkel és az óriástávcsövekkel készült felvételekkel és mérésekkel már nem volt összhangban ez a modell. Nem tudott mindenről számot adni. Ezeket idővel felváltották a homokórára emlékeztető alakzatok, melyekre az angol nyelvű irodalmakban Diabolo model elnevezést használják.

Az NGC3132 planetáris köd sűrűbb részeinek térbeli modellje.

H. Monteiro, C. Morisset, R. Gruenwald és S. M. Viegas egy 2000-ben kiadott tanulmányában (Morphology and kinematics of Planetary Nebulae II. – A Diabolo model for NGC 3132) ezzel a modell próbálta megmagyarázni az NGC3132 morfológiáját és dinamikáját. Tanulmányukban kimutatták, hogy mivel régebben csak kisfelbontású felvételek álltak rendelkezésre, és az akkori technológiának köszönhetően nem megfelelő minőségű spektroszkópia megfigyelések voltak elérhetőek csak, ezért hibás modellt alkottak a kutatók. Az általuk alkalmazott homokóra modellel (Diabolo model) viszont jól leírja az NGC3132 tulajdonságait, a nagyfelbontású felvételén látható felépítését, és a megfigyelhető spektrumokra is illeszkedik. Ez a modell jól használható a többi planetáris ködre, és a bipoláris struktúrákra is magyarázatot ad.

A homokóra modellt (Diabolo model) térben elforgatva a fenti megjelenést kölcsönzi a planetáris ködnek. Minden egyes kocka további 10 fokos elforgatás eredménye.

Felül a Hubble Space Telescope különböző keskenysávú szűrőkkel készült felvételei láthatóak az NGC3132-ről, míg alul a planetáris köd a kutatók homokóra modell (Diabolo model) számolt megjelenését mutatja az adott hullámhosszon.

A modell még akkor is jól működik, ha a csillag kissé elmozdul a köd geometriai középpontjából. Ez történt megfigyelések szerint az NGC3132 esetében is. Ezzel az elmozdulással magyarázható, hogy némi aszimmetria mutatkozik a köd fényes területeiben.

A fénykép

Mivel az NGC3132 1 ívperc alatti mérettel rendelkezik csak, így az iTelescope hálózatában elérhető eszköz kiválasztásánál nem volt szempont a nagy látómező. Az egy pixelre eső felbontás azonban igen. A T9-es távcső szabad volt, mely egy 32 cm-es f/9.3 Ritchey-Chretien tükrös távcső. Egészen pontosan f/7.4 a fényereje, ugyanis egy fókusz reduktorral van ellátva. A képek rögzítésére egy SBIG ST8 XME CCD kamerát szereltek rá, mellyel 1530 x 1024 pixeles képeket készít. Pár perc alatt elkészítettem a felvételhez szükséges programot (plan), és elindítottam. 40 x 15 másodperc Luminance és 20 x 15 másodperc R, G, B felvétel elkészítésére adtam ki a parancsot a rendszernek. Számításaim szerint ez volt a minimum, amivel valami struktúrát elő lehet majd csalni. Most nem szándékoztam rövidebb és hosszabb expozíciók kombinációját alkalmazni. Továbbá nem volt sok időm, mert kelt a Hold Ausztrália egén alig 60 foknyira az NGC3132-től. Ezután dolgoztam tovább, és csak este gyűjtöttem be a képeket. Roppant csalódott voltam, mert a távcső ezúttal is képtelen volt pontosan ráállni a kiszemelt objektumra. A planetáris ködöt a kép sarkába fotózta. Ennek ellenére mégis csak nekiálltam a feldolgozásnak, hogy láthassam az eredményt. Érdekelt, hogy előcsalogathatóak-e megfelelő részletek eme piciny objektumból, és miként mutat majd. A legvégén a kép kivágásával sokat szenvedtem, hála a távcső pozicionálási hibájának. A végső igazi kompozíciót még nem is találtam meg, csupán egy elfogadhatót.

Így megnézve a fotót, valóban van hasonlóság az NGC3132 és az M57 között. Nem alaptalan tehát a Déli Gyűrűs-köd elnevezés ennek az izgalmas planetáris ködnek.

Megjegyzés:

Egy nemrég újra feldolgozott Hubble Space Telescope felvétel itt érhető el az NGC3132-ről. Én ez alapján vizsgáltam a felvételem részleteit.

2014-01-27 – Siding Spring Observatory – 20 x 120 sec, 10 x 60 sec és 10 x 30 sec L

és

2014-01-30, 2014-01-31 – Siding Spring Observatory – 10 x 120 sec R,G,B

iTelescope.net T30 – Corrected Dall-Kirkham Astrograph Planewave 20″ – 51 cm, f/4.5 (fókusz reduktorral) – FLI-PL6303E CCD kamera

A Fornax (Kemence) déli csillagkép, egyike a ma is használatos modern csillagképeknek, ugyanis csak 1756-ban kapott nevet Nicolas Louis de Lacaille francia csillagász révén. Véleményem szerint egy igen jellegtelen halvány csillagokból álló csillagkép ez, melynek legfényesebb csillaga is csak 3.9 magnitúdó. Ám mégis hiba lenne az égnek e területét becsmérelni, mert javarészt ennek a csillagképnek a területén találhatóak a Fornax galaxishalmaz tagjai. A halmaz a második legnépesebb halmaz a Virgo halmaz után 100 millió fényéven belül.

A Fornax galaxishalmaz

A Fornax halmaz egyik érdekessége a NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) felvételén bontakozik ki a legjobban. Az öreg csillagok fénye a rövidebb infravörös tartományban szinte betölti a felvételt, melyet a kék szín jelöl. A fiatal csillagok által felfűtött por viszont a hosszú infravörös tartományban látszik kitűnően, melyet a felvételen a vörös szín jelöl.

A Fornax halmaz a NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) felvételén – NASA/JPL-Caltech/UCLA

Infravörös hullámhosszak: 3.4-4.6 mikron kék, 12 mikron zöld és 22 mikron vörös.

A képen is látható, hogy az NGC1365 azon kevés galaxisok egyike a halmazban, melyben igen aktív csillagkeletkezés zajlik.

A Fornax galaxishalmaz szerintem egyébként is egyik legimpozánsabb tagja az NGC1365, mely tőlünk nagyjából 56-60 millió fényévre található küllős spirál galaxis. Mérete az égbolton 11.2 x 6.2 ívmásodperc és 9.6 (V) magnitúdó a látszólagos fényessége. Megkapó szépsége miatt több szakirodalomban is Nagy Küllős Spirál Galaxisként (Great Barred Spiral Galaxy) hivatkoznak rá, és 200000 fényéves átmérőjével valóban a nagyok közé tartozik. De nemcsak hatalmas méretével tűnik ki a spirális galaxisok közül. Abszolút fényessége is igen nagy. Fényesebb az M81-nél, de az M31-nél (Androméda-galaxis) is. Gondolatban helyezzük a 44 fokos dőlésszögű, és gyönyörű karokkal rendelkező csillagvárost önző északi félteken lakóként az Androméda-galaxis helyére, és ábrándozzunk egy kicsit, milyen nagyszerű látvány is lenne az égen kétszer akkora méretével és nagyobb fényességével.

Ez a galaxis egyik kedvelt célpontja a kutatóknak, ugyanis a küllős spirál galaxisok a csillagvárosok fejlődésének egy állomását képezik. A mai univerzumban a spirál galaxisok körülbelül kétharmada rendelkezik küllős szerkezettel. A masszív és hatalmas küllők gravitációs hatásának köszönhetően a gáz összegyűlik és összenyomódik az NGC1365 bizonyos pontjain, így indukálva intenzív csillagkeletkezést. A felvételen is nagyszerűen látszik, hogy a fő spirálkarokban rengeteg, 10 millió évesnél fiatalabb csillag található. Természetesen a galaxis túl messze van, hogy csillagokra bonthattam volna ezzel a műszerrel. A fényes pontok valójában nem önálló, hanem fiatal csillagok halmaza. Ezek a halmazok óriásiak és roppant népesek, akár 100000 csillagot is számlálhatnak egyenként. Az öreg csillagok alkotta küllő így teremt hát új életet, azonban nemcsak a spirálkarokban. A mag irányába is nagy mennyiségű gázt és port juttat el, így ott is számtalan fényes csillag ragyogott fel az elmúlt pár millió évben. A magba érkező anyag egyben táplálékul is szolgál a központban rejtőző fekete lyuknak.

Az NGC1365 I. típusú Seyfert galaxis, vagyis aktív galaxis maggal (Active Galactic Nucleus: AGN) rendelkezik. Az AGN-ről színképelemzés révén szerezhetünk információkat. E galaxis esetén a röntgen tartományban a vas széles és torzult emissziós vonalai figyelhetőek meg. Rögtön két magyarázat is van arra, hogy mi lehet ennek az oka. Az egyik elképzelés szerint relativisztikus reflexió az oka, vagyis a széles és torzult emissziós vonalért a fekete lyuk körüli akkréciós korong belső, relativisztikus sebességgel mozgó része a felelős. A korong anyagának gyors mozgása pedig a fekete lyuk gyors forgására utal. A második teória azonban azt állítja, hogy köztünk és a fekete lyuk közötti úton egyszerűen csak az NGC1365-ben található gázfelhőn halad keresztül a sugárzás. A gond az, hogy mind a kettő lehet jó magyarázat, és nem egyszerű eldönteni, hogy melyik is valójában a helyes.

Guido Risaliti egy 2013-ban megjelent tanulmányában megpróbálta eldönteni a kérdést. Ehhez a X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) és a Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) által felvett spektrumokra próbált modelleket illeszteni. Tanulmányában, az egyes modellben relativisztikus reflexiót és elnyelést okozó gázt is használt. A második modell esetén csak gázköddel számolt. Csak az XMM-Newton méréseire támaszkodva nem tudta eldönteni, hogy melyik modell a helyes. Azonban a NuSTAR méréseinek eredményét a második modellel egyáltalán nem sikerült reprodukálnia. Igaz, hogy az első modell sem passzolt pontosan. Ekkor a második modellt úgy módosította, hogy nem egy köddel, hanem hárommal számolt. Ekkor a két modell között már nem volt jelentős a különbség. A módosított második modell viszont inkonzisztensnek mutatkozott az optikai és az infravörös megfigyelések eredményeivel. Így a szerző végül arra a következtetésre jutott, hogy a relativisztikus reflexió biztosan szerepet játszik a megfigyelt spektrum létrejöttében. Így tehát az NGC1365 egy igen gyorsan forgó központi fekete lyukkal rendelkezik. Akit mélyebben érdekel a téma, az a következő oldalon keresztül érheti el a tanulmányt: http://arxiv.org/abs/1302.7002

Bevallom, hogy én is a lebilincselően szép formája miatt választottam ki ezt a a galaxist. Olyan kompozíciót képzeltem el, ahol a galaxison van a fő hangsúly, azonnal megragadva a szemlélőt, de a látómező nagysága legyen akkora, hogy a környezet is szerves része lehessen a látványnak. Szerettem volna ugyanis megörökíteni több halvány, ebbe az irányba látszó galaxist is. Ezért esett a választásom az iTelescope hálózat T30-as távcsövére. Ez egy Planewave 20″ (51 cm) Corrected Dall-Kirkham Astrograph, melynek a fényereje f/4.5 (fókusz reduktorral). A felvételek készítéséhez egy FLI-PL6303E CCD kamera áll rendelkezésre. A látómező 27.8 x 41.6 ívperc, mely tökéletesen megfelelt az elvárásaimnak.

Kezdetben egy monokróm kép elkészítését tűztem ki célul, akkor még nem is gondoltam másra. 2014. január 27-én 20 x 2 perces, 10 x 1 perces és 10 x 30 másodperces felvételeket készítettem, és ezekből alkottam meg a képet. Azért dolgoztam ezzel a hármassal, hogy a halvány és fényes területek egyaránt érvényesülni tudjanak a monokróm L (Luminance) rétegen. A galaxis magja oly fényes, hogy 2 perces expozícióval már csúnyán beég. Miután feldolgoztam a felvételeket láttam, hogy a kapott eredmény igen ígéretes alapot szolgáltathat egy LRGB felvétel számára.

2014-01-27 – Siding Spring Observatory – 20 x 120 sec, 10 x 60 sec és 10 x 30 sec L

iTelescope.net T30 – Corrected Dall-Kirkham Astrograph Planewave 20″ – 51 cm, f/4.5 (fókusz reduktorral) – FLI-PL6303E CCD kamera

Azonban hiába szerettem volna RGB szűrővel is felvételeket készíteni később, a technika ördöge mindig közbeszólt. Két ausztráliai éjszaka is próbálkoztam, de az automata távcső képtelen volt ráállni a galaxisra. Ugyan visszakaptam a felhasznált pontjaimat, de az eredménytelenség lehangoló volt. Felvettem a kapcsolatot a támogató személyzettel, és értesítettem őket a problémáról. Nem kellett a beígért 24 órás várakozási időnek sem eltelnie, és a műszerek működése közben keletkező naplóállományok (log file-ok) alapján megtalálták a problémát. A hibát kijavították, és kértek, hogy futassam újra a programjaimat. Erre 2014. január 30. és január 31. adódott lehetőség. Ekkor volt ugyanis szabad időpont, és ekkor állt a galaxis elfogadható pozícióban az égen.  A szűrönként 10 x 2 perces felvételek sikerültek. A korábban tapasztalt problémát megoldották, így visszajelezésem után a hibajegyet lezárták. Már csak a feldolgozás hosszadalmas órái voltak hátra. De ezek mindig élvezettel telnek, mert izgalmas látni, ahogy az ember kezében folyamatosan alakul a téma, és lassan összeáll a felvétel.