2013.06.04. - A Hubble megmutatja a Gyűrűs-köd igazi alakját

A Lant csillagképben megfigyelhető Gyűrűs-köd képe csillagászati könyvek kedvelt illusztrációja. A Hubble űrtávcső és több földi teleszkóp felvételeiből összeállított új képe azonban eddig nem ismert részleteket is elénk tár.

C. Robert O'Dell (Vanderbilt University) szerint a köd a "klasszikus" képpel ellentétben nem olyan, mint egy vaníliás karika (az eredeti hírben "bagel"), sokkal inkább hasonlít egy lekváros fánkra, mivel a közepén is anyag tölti ki. O'Dell annak a csoportnak a vezetője, amely a Hubble űrtávcső és több földi teleszkóp felvételei alapján elkészítette az ikonikus objektum minden eddiginél jobb képét. Ez a korábban gondoltnál sokkal összetettebb szerkezeteket mutat, lehetővé téve a köd nagyon pontos 3D-s modelljének előállítását is. A Hubble által feltárt részletek alapján az objektumnak teljesen más alakja van, mint amit korábban feltételeztek, és ez - ahogyan az általában lenni szokott - nem egyszerűsíti, hanem bonyolítja a ködről kialakult elképzelést. Már korábbi, különböző teleszkópokkal végzett megfigyelések is mutattak gázanyagot a köd centrális régiójában, a Hubble WFC3 (Wide Field Camera 3) kamerájával rögzített sokkal részletesebb felvételek alapján O'Dell és munkatársai azonban azt is sejtik, hogy a gyűrű egy kék, amerikai focilabda alakú struktúrát ölel körül, amelynek mindkét vége túlnyúlik rajta.

A Messier-katalógusban az 57-es sorszámot viselő, a Lant csillagképben megfigyelhető, mintegy 2 ezer fényévre található és körülbelül 1 fényév átmérőjű Gyűrűs-köd kompozit képe a Hubble űrtávcső látható tartománybeli és az LBT infravörös felvételei alapján.
[NASA, ESA, C.R. O'Dell (Vanderbilt University), D. Thompson (LBT Observatory)]

Az M57 és a látóirányunk kölcsönös helyzete olyan, hogy a ködöt "lapjáról" (face-on) láthatjuk. A Hubble felvételén a kék struktúrát a hélium rajzolja ki, amit a központi fehér törpe (a gyűrű közepén látható fehér pont) sugárzása gerjeszt és késztet ilyen módon fénylésre. A csillag a gyűrű gázanyagát körülbelül 4 ezer évvel ezelőtt dobta le. Eredetileg a Napnál párszor nagyobb tömegű objektumként élte életét, egészen addig, még néhány milliárd évnyi zavartalan magfúzió után el nem fogyott a magjában a hidrogén. Ekkor vörös óriássá fúvódott, ebben a fázisban a külső rétegeit ledobta, a maradék rész pedig egy kompakt objektummá roskadt össze.

O'Dellt és kollégáit meglepték a Hubble felvételein a gyűrű belső pereme mentén látható sötét, szabálytalan alakú csomók, melyek elrendeződése egy biciklikerék küllőire emlékeztet. Ezek a gázcsápok akkor alakultak ki, amikor a táguló forró gázburok - utolérve azt - beleütközött a csillagról korábban ledobott hidegebb gázba. A csomók többé-kevésbé rezisztensek a csillag romboló ultraibolya sugárzásával szemben. A Hubble rendkívül részletgazdag felvételei lehetővé tették a fényes főgyűrű fénypászmáival fennálló kapcsolatuk, valójában egy árnyékhatás felismerését is. Hasonló csomók más planetáris ködökben is megfigyelhetők. 1998-as Hubble-felvételekkel összehasonlítva az újakat, O'Dell és csapata úgy találta, hogy a köd körülbelül 70 ezer km/h sebességgel tágul, a közepe azonban gyorsabban mozog, mint ahogyan a főgyűrű expandál. A tágulás még mintegy 10 ezer évig lesz nyomon követhető, eközben a köd egyre halványul, végül teljesen beleolvad majd a környező intersztelláris anyagba.

A Gyűrűs-köd tanulmányozása bepillantást enged a Nap jövendő sorsába is. Mintegy 6 milliárd év múlva csillagunk is hasonló véget ér, bár a kisebb tömege miatt ez kevésbé lesz látványos, mint az M57 központi objektuma esetében. A külső gázrétegek ledobódása után a Napból keletkező fehér törpe sokkal lassabban fog melegedni, így az anyag messzebbre juthat, mielőtt a csillag ultraibolya sugárzása gerjeszteni tudná. Ez viszont azt is jelenti, hogy a köd a nagyobb kiterjedése miatt sokkal halványabb is lesz.

A Gyűrűs-köd magyar vonatkozású érdekessége, hogy központi csillagát a világon elsőként Gothard Jenő örökítette meg üveglemezen 1886 őszén. A fotografikus felfedezést (magának a csillagnak a létét) egy ideig kétkedés övezte - Gothard már-már szakmai hitelét is féltette -, ám végül egy év múlva a bécsi csillagvizsgáló 27 hüvelykes teleszkópjával vizuálisan is sikerült detektálni a csillagot.

Gothard Jenő felvétele a Gyűrűs-ködről. A közepén jól látható a központi csillag.
[ELTE GAO MKK]

"1886. év őszén az ismeretes gyűrű-ködöt fotografáltam a Lantban. E gyűrű közepén igen éles, intenzív csillagot tüntetett fel a kép; többször ismételve a felvételt ugyanazon eredménnyel, felszólítottam a leghatalmasabb műszerekkel felszerelt obszervatóriumokat az érdekes csillag megfigyelésére. A csillag nem volt látható, s már-már fotográfiám hitele forgott koczkán, mikor egy évre rá a bécsi obszervatórium 27 hüvelykes óriás refraktorán csakugyan megpillantották a kis csillagot, melyet az én tíz hüvelykes tükörteleszkópommal bármely időben könnyen lefotogralfálhatok. Hogy egy csillaggal több vagy kevesebb van az égen, az nem több, mintha a tengerbe egy csöpp vizet ejtünk, de a példa kézzelfoghatólag bizonyítja a fotográfia életrevalóságát."
(Gothard Jenő: A fotografia. Gyakorlata és alkalmazása tudományos czélokra. Kir. Magy. Termtud. Társulat. Bp. 1890.)

A magyarázat az emulzió és az emberi szem eltérő érzékenységében rejlik: a központi csillag erősebben sugároz a színkép ultraibolya tartományában - ahol az emulzió is érzékenyebb -, mint az optikaiban, ahol a szem érzékenységi maximuma van.

Forrás:

• STScI-2013-13