05/11/2019

Catàleg Charles Messier. Objecte M57


Descoberta per Charles Messier el 31 de gener del 1779

Observada per Antoine Darquier de Pellepoix el febrer del 1779.

La famosa Nebulosa de l'Anell M57 és vista sovint com el prototip de nebulosa planetària, i és un veritable espectacle al cel d'estiu de l'hemisferi nord.

Investigacions recents han confirmat que en realitat és, molt probablement, un anell (toro) de material brillant que envolta a la seva estrella central, i no una closca esfèrica (o el·lipsoïdal), coincidint així amb una presumpció original de John Herschel. Vista des d'un pla equatorial, s'assemblaria més llavors a la nebulosa Dumbbell M27 o la Nebulosa Petita Dumbbell M76, en lloc de l'aparença amb que la veiem des d'aquí; senzillament, passa que l'observem des de prop d'un dels seus pols.

Això resulta contrari a la creença expressada per exemple, en el llibre de Kenneth Glyn Jones. Existeixen fins i tot indicis provinents d'investigacions sobre observacions profundes com ara les "fotografies profundes" de George Jacoby, obtingudes a l'Observatori Nacional de Kitt Peak, que la seva forma general podria ser més aviat la d'un cilindre vist des de la direcció d'uns dels seus eixos, que la d'un anell, és a dir, que estaríem mirant cap a un túnel de gas ejectat per l'estrella al final de la vida de fusió nuclear.

Finalment, aquestes observacions han proporcionat evidència que l'anell o cilindre equatorial posseeix extensions en forma de lòbul en les seves direccions polars, similars a les que es troben en les fotografies profundes de M76, però que s'assemblarien encara mes a altres nebuloses planetàries com NGC 6302.

Les observacions profundes mostren també un halo de material que s'estén per uns 3,5 minuts d'arc (Hynes dóna una mesura de 216 segons d'arc, citant Moreno & López, 1987), que fan recordar als anteriors vents estel·lars de l'estrella. L'halo va ser descobert el 1935 per JC Duncan.

La fotografia a color que encapçala a entrada, (presa amb el telescopi Hale de 200 polzades al Mount Palomar) mostra que el material d'anell exposa un nivell decreixent de ionització amb l'augment de la distància a la calenta estrella central, d'uns 100.000 a 200.000 graus Kelvin. La regió interior sembla fosca ja que emet només radiació UV, mentre que en el visible anell interior, la llum verdosa es impedida per l'oxigen ionitzat i el nitrogen que dominen el color, i a la regió exterior, només es pot observar la llum vermella de l'hidrogen excitat.

L'estrella central va ser descoberta el 1800 per l'astrònom alemany Friedrich von Hahn (1742-1805) amb un telescopi reflector FL de 20 peus. Aquest objecte és una estrella nana blanca de mida planetària, que brilla aproximadament en 15ª magnitud. És el romanent d'una estrella tipus Sol, probablement amb més massa que la nostra estrella, i que ha llançat explosivament les seves capes exteriors al final de la seva fase evolutiva tipus Mira. Amb els seus més de 100.000 graus Kelvin actuals, començarà a refredar-se aviat, brillarà com una nana blanca per diversos milers de milions d'anys, i finalment es convertirà en una freda nana negra.

Com succeeix amb la majoria de les nebuloses planetàries, la distància a la qual es troba la Nebulosa de l'Anell M57 no és molt ben coneguda. En aquest cas, però, s'han realitzat intents de relacionar la seva velocitat d'expansió angular (d'aproximadament 1 segon d'arc per segle) amb la seva velocitat d'expansió radial. Aquests resultats, però, es basaven en presumpcions errònies de la seva geometria, que suposaven una forma esfèrica. Per tant, fins fa poc temps, només es podien obtenir estimacions grolleres basats en diversos models i presumpcions teòriques. S'han donat els següents valors per a la distància: 4.100 anys llum (KM Cudworth 1974; Malles/Kreimer); 1.410 anys llum (Kenneth Glyn Jones); de 2.000 a 2.500 anys llum (Veherenberg); 2.000 anys llum (Sky Catalogue 2000.0); Més de 2.000 anys llum (Catàleg de l'Univers de Murdin/Allen), 5.000 anys llum (SkyGuide Chartand/Wimmer); 3.000 anys llum (WIYN); i de 1.000 a 2.000 anys llum (Sun Kwok, 2000). Encara està per determinar-se un bon valor, per exemple una paral·laxi obtinguda amb el Telescopi Espacial Hubble, però algunes recentment millorades tècniques CCD van ser utilitzades per l'Observatori Naval dels EUA per determinar una paral·laxi trigonomètrica per a l'estrella central de M57, que va donar una distància de 2.300 anys llum (Harris et al., 1997).

Clic per engrandir. Crèdit imatge: NASA, ESA i Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration

A partir de la velocitat d'expansió d'un segon d'arc per segle que hem donat més amunt, l'edat de la nebulosa es pot estimar sota la presumpció d'una expansió constant. Per la seva extensió actual de 60x80 segons d'arc, això dóna un període d'expansió d'uns 6.000 a 8.000 anys.

Com la major part de les nebuloses planetàries, M57 és molt més brillant visualment (amb una magnitud de 8,8) que fotogràficament (9,7 mag.). Com a conseqüència que la major part de la seva llum s'emet en unes poques línies espectrals (vegeu la discussió a la nostra pàgina de nebuloses planetàries).

Assumint una distància de 2.300 anys llum, això correspon amb una magnitud absoluta visual de -0,3 (+ 0,5 fotogràficament), o sigui que tindria una lluminositat intrínseca d'unes 50 a 100 vegades la del nostre Sol. Encara l'estrella central de magnitud 14,7, amb la mida d'un planeta terrestre, és amb prou feines més fosca que el Sol, amb una magnitud absoluta d'uns +5 o +6. La seva dimensió aparent de 1,4 minuts d'arc es correspon a un diàmetre lineal de 0,9 anys llum (60.000 unitats astronòmiques o 8,8 bilions (8,8 x 1012) de quilòmetres, i l'halo s'estendria per un diàmetre de 2,4 anys llum. La massa de la matèria nebular ha estat estimada en unes 0,2 masses solars, i la seva densitat en uns 10 000 ions per cm3. S'ha determinat que la seva composició química és la següent: per cada àtom de Fluor (Fl), la Nebulosa de l'Anell conté 4,25 milions d'àtoms d'Hidrogen (H), 337.500 d'Heli (He), 2.500 d'oxigen (O), 1.250 de nitrogen (N), 375 de neó (Ne), 225 de sofre (S), 30 d'argó (Ar) i 9 de clor (Cl). S'està expandint a uns 20 o 30 quilòmetres per segon, i s'aproxima cap a nosaltres a 21 quilòmetres per segon.

M57 va ser la segona nebulosa planetària a ser descoberta (al gener de 1779), 15 anys després de la primera, M27. Antoine Darquier de Pellepoix (Darquier) qui va observar la nebulosa de l'Anell tot just uns dies després que Charles Messier la descobrís i catalogués, la va descriure com "una nebulosa opaca però perfectament delineada, tan gran com Júpiter i sembla com un planeta que s'està esvaint". Aquesta comparació amb un planeta pot haver influït perquè William Herschel, qui va trobar que els objectes d'aquest tipus s'assemblaven al planeta recentment descobert per ell, Urà, i va introduir el nom de "nebuloses planetàries". Herschel va descriure a M57 com una "nebulosa perforada, o anell d'estrelles"; aquesta va ser el primer esment a la seva forma anellada. Estranyament, l'inventor del nom "nebulosa planetària" no va tenir en compte a la més prominent representant d'aquesta classe d'objectes, sinó que la va descriure com una "raresa del cel", un objecte peculiar. Herschel també va identificar a algunes de les estrelles superposades, i va assumir correctament que "cap d'elles sembla pertànyer a la nebulosa".

Aquest vídeo comença amb una vista terrestre de la constel·lació de la Lira i s'acosta a la
imatge del
Hubble de la Nebulosa de l'Anell. Acaba amb un model en 3-D que mostra l'estructura de
la
nebulosa. Crèdit: NASA, ESA, i G. Bacon, F. Summers and Mary Estacion (STScI).
Recordeu que a configuració podeu seleccionar l'idioma preferit pels subtítols.

M57 és molt fàcil de localitzar, ja que està situada entre Beta i Gamma Lyrae, aproximadament a un terç de la distància de Beta a Gamma. Pot ser vista amb binocles com un objecte gairebé estel·lar, difícil d'identificar a causa del seu petit diàmetre aparent. En els més petits telescopis d'aficionats, l'anell es fa aparent a partir dels 100 augments, amb un centre més fosc; un estel de 12a mag. es troba a l'est de la nebulosa planetària, a aproximadament 1 minut d'arc del seu centre. Si s'aconsegueix notar algun color, la Nebulosa de l'Anell apareix lleugerament verdosa, el que no resulta inesperat ja que la seva llum s'emet en algunes poques línies espectrals verds. Encara en els telescopis petits pot notar-se una petita el·lipticitat, amb l'eix major en un angle de posició d'uns 60 graus. Amb obertures majors i bones condicions de visibilitat, es poden apreciar més i més detalls, però encara amb els grans instruments l'estrella central serà aparent només amb condicions excepcionalment bones, o amb l'ajuda de filtres. En els grans instruments i en condicions molt bones es poden detectar diversos estels tènues en primer o segon pla dins de l'extensió de la nebulosa.

Entre les estrelles veïnes, Beta Lyrae (Sheliak) és una notable binària eclipsant, amb components de tipus espectral B7 i A8, variant entre magnituds de 3,4 i 4,4 en períodes de 12,91 dies. Gama Lyrae (Sulaphat, en àrab per "tortuga") és una geganta tipus espectral B9III i magnitud 3,2, amb una companya que es troba a 13,8 segons d'arc de distància en un angle de posició de 300 graus. La petita i tènue galàxia IC 1296, de 0,4 minuts d'arc i mag. 14,4, està situada just a 4 minuts al nord-oest de M57 i pot ser localitzada amb grans instruments. 







Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada

Aquí pots deixar el teu comentari