Содержание
Открытие
Туманность, названную впоследствии «Кошачьим глазом», открыл 15 февраля 1786 года британский астроном Уильям Гершель, 19-летним юношей, эмигрировавший из Германии в Англию.
Построив телескоп, Гершель приступил к изучению астрономии и практическим наблюдениям. В своих первых научных работах он публиковал результаты наблюдения туманностей, названных им планетарными, а в 1802 году привел перечень свыше 2500 подобных объектов, включая и «Кошачий глаз».
Поскольку туманности, в отличие от планет, не перемещались по небосклону, Гершель связал туманности со звездами, и решил, что газ в окрестностях звезд конденсируется и образует планеты, а туманности – промежуточный этап в образовании планет. Данную теорию приняли и прочие астрономы, и за объектами подобного рода название «планетарные туманности» закрепилось.
Что представляет собой
Рентгеновские лучи от туманности Кошачий Глаз
Туманность Кошачий глаз от телескопа имени Хаббла
В центре астрономического объекта располагается яркая звезда красный гигант (не исключено, что у гиганта есть близкая звезда-спутник, но разрешение телескопа не позволяет достоверно в том убедиться), что выявило рентгеновское изображение. Звезда в 10 000 раз ярче Солнца (температура ее поверхности 80 000 К) с незначительно отличающимся от Солнца размером.
Расширенное гало с массой меньше массы Солнца имеет размер уже 6 угловых минут. Вещество гало было выброшено звездой на стадии красного гиганта, его температура около 15 000 К.
Основное тело туманности гораздо холоднее, при температуре 7000-9000 К оно чуть горячее поверхности Солнца (6000 К). Структура туманности, как показали снимки, помимо концентрических газовых оболочек содержит узлы, пузыри и газовые струи.
Туманность расширяется со скоростью 16 км/с и окружена ореолом газообразного вещества, с поперечником свыше 3 световых лет.
Механизм, ответственный за форму планетарной туманности, до сих пор еще не раскрыт; это может быть, как магнитное поле звезды-прародительницы, так и гравитационная сила звезды-компаньона, которая воздействует на выброшенный газ.
Выглядит туманность как сине-зеленый диск, но невооруженным глазом она невидима, поскольку ее звездная величина (характеристика яркости небесного объекта) 8, а человек различает лишь звезды до 6 звездной величины (чем меньше звездная величина, тем объект ярче). Но в бинокль или любительский телескоп туманность хорошо видна.
Туманность Кошачий Глаз (NGC 6543) находится более чем в 3 тысячах световых лет от Земли.
Стадии эволюции
С момента первого спектроскопического исследования Хаггинса в 1864 году пришлось ждать до 1956 года, пока, наконец, советский астроном Иосиф Шкловский не опубликовал идею о том, что планетарные туманности образуются в конце жизни красного гиганта.
Когда все процессы ядерного синтеза в звезде гаснут, остается только горячее звездное ядро (белый карлик), и дрейфующая от него внешняя оболочка, которая, согласно идее Шкловского, образует планетарную туманность.
Эта идея образования планетарных туманностей типа Кошачьего глаза оказалась в основном верной.
По мере эволюционирования туманность изменяла свою форму. С интервалом около 1500 лет центральная звезда Кошачьего глаза импульсивно выбрасывала материю, в результате чего образовались свыше 11 равномерно расположенных сферических образований, составивших туманность.
Гало вокруг туманности Кошачий глаз, Скандинавский оптический телескоп
Гало вокруг туманности Кошачий глаз, Группа телескопов им.Исаака Ньютона
Масса каждого выброса при этом превышала суммарную массу всех планет Солнечной системы. Также, происходили и более частые пульсации, с интервалом в несколько лет или десятков лет. Пульсации прекратились порядка 1000 лет назад, это время и считается временем образования туманности. Расстояние между сферическими образованиями составляет 25 угловых секунд.
На полученных «Хабблом» снимках видно, что всего за 10 лет, с 1994 по 2004 годы, туманность расширилась в пространстве.
Прежде чем ученые смогут окончательно понять причину расширения туманностей, придется провести еще немало наблюдений.
Ближайшие 10 000 лет туманность будет постепенно рассеиваться в пространстве, а давшая ей начало звезда – остывать, пока не превратится в белого карлика.
Газовый состав
«Кошачий глаз» был первой планетарной туманностью, газовый состав которой удалось определить. Британский астроном-любитель Уильям Хаггинс начал изучать туманность посредством новейшего для своего времени оптического прибора — спектрометра, позволявшего оценивать химический состав удаленных объектов на основе их свечения.
В 1864 году Хаггинс впервые получил спектрограмму «Кошачьего глаза».
Ожидаемых результатов Хаггинс не получил, что побудило ученых радикально пересмотреть свои воззрения на природу планетарных туманностей.
Тезис о том, что они могут являться звездными скоплениями, был снят – вместо ожидавшегося непрерывного спектра был получен эмиссионный спектр, состоящий из отдельных спектральных линий. Это было первым указанием на то, что Кошачий глаз представляет собой «газовое облако».
При этом было сделано открытие – в спектре обнаружились несколько необычных линий, не соответствовавших ранее наблюдавшимся, и не закрепленными ни за какими известными к тому времени химическими элементами. Ученые готовы были приписать эти линии новому элементу небулию, но впоследствии выяснилось, что небулия не существует, а линии принадлежат кислороду и азоту, находящимся в далеких от обычных условий.
Интересные факты
- Туманность также известна в звездном каталоге как объект NGC6543.
- Туманность была открыта в 1786 году.
- Кошачий глаз был первой туманностью, изученной посредством спектроскопии.
- Туманность состоит из более чем десятка расширяющихся газовых сфер. С Земли эти сферы выглядят как кольца.
- Туманность образовалась во время гибели звезды среднего размера.
Частые вопросы
Непрерывный спектр характерен для звездных скоплений, а туманность Кошачий глаз представляет собой газовые облака, дающие линейчатый спектр из ряда отдельных спектральных линий.
Кошачий глаз – конечная стадия одиночной (или двойной) звезды, а Туманность Андромеды – галактика, состоящая из миллиардов звезд.
В центре находится звезда (возможно, двойная), давшая начало туманности, и находящаяся на стадии превращения в белого карлика.
Видимость невооруженным глазом определяется не угловым размером, а звездной величиной небесного объекта, а яркость Кошачьего глаза недостаточна для его видимости.
В спектре туманности были обнаружены спектральные линии, не соответствующие ни одному из известных на Земле элементов, и их приписали еще не открытому элементу, назвав его небулием. Позднее выяснилось, что это искаженные экстремальными условиями спектральные линии хорошо изученных кислорода и азота.
