Космическая новогодняя елка

31.12.2023 • Евгений Епифанов • Астрономия • Комментировать

На этом изображении, опубликованном несколько дней назад на сайте космической рентгеновской обсерватории «Чандра», показан участок неба в созвездии Единорога. Зеленое пятно в центре — отражательная туманность, подсвеченная молодыми звездами скопления Рождественская елка (Christmas Tree Cluster). Несмотря на то, что на этом снимке туманность выглядит как хвойный атрибут рождественских и новогодних торжеств, именно звездное скопление называют «елкой»: открывший его в 1784 году Уильям Гершель не имел технической возможности увидеть блеклый отраженный свет туманности на фоне ярких звезд скопления. Самые яркие из них действительно выстроились в форме треугольника (это хорошо видно на фото ниже), а ярчайшая звезда S Единорога (чуть ниже и правее центра снимка) служит комлем елочки, завершая композицию. Сейчас все эти объекты включены в Новый общий каталог под объединенным обозначением NGC 2264.

Цвета на этом изображении, как это обычно бывает с астрофотографией, искусственные, а само оно композитное и получено путем сложения результатов наблюдения на разных телескопах. Фоновая туманность (зеленая) была «сфотографирована» оптическим 0,9-метровым телескопом WYIN (Wisconsin-Indiana-Yale-NOIRLab) в обсерватории Китт-Пик. Белые и синие звезды, мигающие как гирлянда на анимации ниже, — это рентгеновские данные «Чандры». Белые «неподвижные» звезды — это данные инфракрасного обзора 2MASS. Как правило, исходные снимки получают в очень узких диапазонах длин волн (например, при помощи фильтров с узкой полосой пропускания) и для нас они выглядят как картинки в оттенках серого (больше света в данном диапазоне — светлее, меньше света — темнее). При подготовке изображения специалисты могут присваивать разным диапазонам различные привычные нам цвета, чтобы подчеркнуть какие-либо особенности изучаемых объектов или из эстетических соображений. Этот способ позволяет нам видеть за пределами оптического диапазона. Грубо говоря, с помощью искусственных цветов можно увидеть, как выглядел бы объект, будь светочувствительные рецепторы наших глаз восприимчивы к определенным участкам электромагнитного спектра.

Анимированная версия «елочки». В качестве гирлянды выступают молодые звезды, в основном излучающие в рентгене. Изображение с сайта chandra.harvard.edu

NGC 2264 находится примерно в 2500 световых лет от нас. Размер поля зрения на верхнем изображении составляет ~56 световых лет (77 угловых минут). Сама туманность имеет размер около 30 световых лет. Для этого снимка были использованные данные, накопленные «Чандрой» за 137,5 часов наблюдений.

Положение NGC 2264 на звездном небе. Туманность находится чуть выше середины линии, соединяющей Бетельгейзе и Процион. Схема с сайта en.wikipedia.org

NGC 2264 — это область звездообразования. Несколько миллионов лет назад там было массивное холодное газопылевое облако, в котором только начинали зарождаться звезды. По мере формирования звезда начинает излучать, причем чем массивнее звезда, тем интенсивнее излучение. За счет звездного ветра и давления излучения новорожденные звезды постепенно расталкивают газ и пыль, разрушая свою «колыбель». Именно эту стадию мы и наблюдаем сейчас: звезды скопления Рождественская елка уже достаточно расчистили свои окрестности, а остатки исходного газопылевого облака, отражая и переизлучая их свет, служат фоном.

В отдельных местах NGC 2264 процесс образования новых звезд еще продолжается. Наиболее примечательное из таких мест — темный участок на макушке елочки. Это туманность Конус, открытая Гершелем в 1785 году в первую ночь после Рождества. Она представляет собой плотное газопылевое облако длиной около 7 световых лет, блокирующее свет от фоновой туманности. В недрах Конуса формируются новые звезды, но они еще не успели разрушить облако своим излучением.

Туманность Конус крупным планом, фото сделано телескопом «Хаббл». Изображение с сайта constellation-guide.com

Еще одна яркая (в буквальном смысле) деталь NGC 2264 — кратная звезда S Единорога (S Monocerotis, S Mon), на заглавном изображении она расположена чуть ниже и правее центра. На самом деле это группа из десятка звезд, участвующих в сложном гравитационном взаимодействии. В «сердце» S Единорога — спектрально-двойная звезда S Mon A, масса звезд из звездной пары — 31 и 11 масс Солнца, звёзды обращаются друг вокруг друга с периодом 112 лет. Вокруг них обращаются звезда с массой ~7 солнечных масс (S Mon B) и несколько менее массивных звезд. S Единорога вносит основной вклад в подсветку газопылевого облака, служащего фоном для заглавного изображения.

NGC 2264 (слева) и его основные детали: рассеянное скопление Рождественская елка (обведена зеленым), краткая звезда S Единорога (коричневым), туманность Конус (голубым). В качестве отдельной структуры также рассматривают пылевую туманность Лисий мех (обведена оранжевым). На этом изображении Северный полюс мира находится, как это обычно принято на астрофотографиях, сверху (в отличие от заглавного фото, которое повернуто на 160 градусов, чтобы поставить елку с головы на ноги). Фото с сайта eso.org

В завершение — потрясающий «снимок», сделанный «профессиональными» астрофотографами-любителями Антуаном и Далией Грелин (Antoine & Dalia Grelin), на который попала Рождественская елка и соседняя туманность Розетка. Суммарная выдержка составила 15 часов. На их сайте можно найти подробное описание использованной аппаратуры и программных средств для обработки изображений, а также еще много фотографий NGC 2264 и других космических объектов.