A Gyűrű-köd (M57) és az IC 1296 extragalaxis – Várady Ferenc
Ez a kép valami csoda! A Gyűrű-köd (régebben, hibás fordítással: Gyűrűs-köd) külső, nagyon halvány régióit megmutatni igen nehéz feladat. Maga a köd sokkal nagyobb mély fotókon, mint vizuálisan vagy rövidebb összesített expozíciós időkkel.
Az M57, másik jelölésével NGC 6720, egy klasszikus planetáris köd a Lyra csillagképben. Távolsága a Naprendszertől kb. 2000–2300 fényév. Látszó mérete körülbelül 230″ × 230″ (3,8’x3,8′). Ez a látszó átmérő az M57 távolságában kb. 1,3 fényév átmérőnek felel meg. A ködösség távcsőben, vizuálisan, és rövidebb expozíciós idejű fotókon azonban inkább ellipszis alakú, mint kör. Jellegzetessége a lapított gyűrű alakja, közepén majdnem üres területtel. Maga a ködösség V fotometriai sávban – a szemünk érzékenységéhez ez esik legközelebb – kb. +8,8, a középponti fehér törpe pedig ~14,8 magnitúdós.
A köd formája a valóságban nagyon bonyolult: egy közel kéttengelyű ellipszoiddá elnyújtott, nagyon alacsony sűrűségű alakzatot vesz körbe egy egyenlítői gyűrű; az elnyújtott, megnyújtott ellipszoidszerű alakzatra a hossztengelyéhez képest kb. kb. 30°-os szögből nézünk rá, ahogy az alábbi ábra mutatja:
Amit vizuálisan és rövidebb expozíciós idejű fotókon gyűrűnek látunk, az a látóirányra kb. 60°-os szögben álló egyenlítői gyűrű. Különösen látványosak ebben az ún. “knot”-ok, azaz a sűrű kis gázcsomók, sötét árnyékkal, amelyek az ionizációs front közelében helyezkednek el. Az ionizációs front az a terület, ahol a csillagról ledobott anyag ionizált állapotban van, és a környező csillagközi anyagot is ionizálja azáltal, hogy beleütközik. Viszonylag újabb keletű, a Hubble Űrtávcső korában született eredmény, hogy a korábban ismert belső részeknél sokkal nagyobb az objektum: létezik körülötte egy pár évtizede felismert külső haló, amelynek szögátmérője 3,5′-3,8’, és csak űrtávcsövekkel, nagy távcsövekkel, vagy kis távcsövekkel, de nagyon hosszú expozíciós idővel lehet lefotózni.
Az M57 színképét erős kékeszöld [O III] emisszió (495,7 és 500,7 nm-en), a külső részeken a vöröses Hα (656,3 nm) és [N II] (654,8 és 658,3 nm-en) dominálja. A köd anyagának sűrűsége rendkívül alacsony (néhány atom/cm³) – ezek az ún. “tiltott vonalak” csak ilyen környezetben jelennek meg. A tiltott vonalakat []-val jelöljük, az OIII kétszeresen, az NII egyszeresen ionizált oxigént, illetve nitrogént jelent. Azért nevezzük őket “tiltott”-nak, mert csak rendkívül ritka közegben jönnek létre – a csillagközi térben, planetáris ködökben, ahol a valóságban sokkal jobb vákuum van, mint a földi laboratóriumokban. Ezért ezek a vonalak földi laboratóriumokban egyáltalán nem, vagy csak nagy nehézségek árán állíthatók elő.
Ahogy a színkép fenti adatai sugallják, amennyiben a ködöt alkotó hidrogént és héliumot nem számítjuk, akkor ez a planetáris köd is főleg oxigénből és nitrogénből áll, akárcsak a földi levegő. Annak ugyanis szintén ez a két fő komponense. Csak éppen a planetáris köd sokszorosan ritkább, mint a földi légkör, ezért lélegzéshez nem lenne alkalmas a Gyűrű-köd sem…
Az M57 (más planetáris ködökhöz hasonlóan) egy közepes, 0,5-8 naptömeg kezdeti tömegű csillagból alakult ki. A csillag a hidrogénégetés fősorozati fázisa után a vörös óriáságon a héliumot széné alakította égés közben (az égést csillagászati értelemben véve; fizikailag ez magfúzió), és a vörös óriás állapot végén lefújta külső rétegeit. Ezt a táguló gázfelhőt, ami hidrogénben, héliumban, oxigénben és nitrogénben gazdag, látjuk Gyűrű-ködként; kívül hatalmas hidrogénhaló veszi körbe, ami korábban távozott a csillagról. A csillag héliumban és szénben gazdag magja visszamaradt, és fehér törpeként lassan kihűl az évmilliárdok alatt. A központi csillag egy ~0,6–0,62 M☉ fehér törpe, felszíni hőmérséklete ~125 000 Kelvin jelenleg. A köd anyaga mintegy 6 000 – 8 000 évvel ezelőtt vált le, és azóta ~20–30 km/s sebességgel tágul (ez kb. 1″/század látszólagos sebességet jelent az M57 távolságában) .
A ködöt egymástól függetlenül Antoine Darquier de Pellepoix és Charles Messier fedezték fel, mindketten 1779. januárjában. Elsőként Gothard Jenő fotózta le Szombathelyről a 19. század végén, egyben szintén ő volt az első, aki a központi csillagot, a ködöt létrehozó csillag maradványát, a központi fehér törpét felfedezte. William Huggins 1864-ben igazolta színképelemzéssel, hogy ez valódi köd (emissziós spektrummal) – nem pedig csillagok halmaza .
A Hubble-felvételek már 1998-ban részletesen feltárták a köd finomszerkezetét, és a csomókat is megfigyelték vele. A Spitzer-űrtávcső infravörös felvételei „virágszerű” külső héjakat mutatnak, H₂ molekula emisszióból. A James Webb űrtávcső (JWST) NIRCam megfigyelései az infravörös tartományban az eddig halvány külső rétegződéseket is feltárták – ezek láthatatlanok a hagyományos optikai tartományban. Mint látható, 246 évvel felfedezése után is lehet újat mondani az ég egyik legfényesebb planetáris ködéről!
A képen az M57-től messze egy spirálgalaxis is feltűnik. Ennek jelölése IC 1296. Ez egy halvány, SBbc típusú küllős spirál galaxis, mintegy 238–240 millió fényévre (73 Mpc) tőlünk. Látszó mérete: kb. 1.1′ × 0.9′, valódi átmérője kb. 97–120 ezer fényév. Felületi fényessége alacsony, nehezen észlelhető vizuálisan. Ennek oka leginkább az, hogy a Tejút fényt elgyengítő gáz- és porfelhőin keresztül nézzük. Edward Emerson Barnard fedezte fel 1893. október 2-án. Az IC 1296 alig 4’ távolságra látszik az M57-től az égen, ami ezért nagyon különleges együttállás – ritka, hogy egy planetáris köd és extragalaxis ilyen közel van optikailag. 2013 augusztusában az IC 1296 spirális karjában egy szupernóva volt megfigyelhető: SN 2013ev (II‑es típus, ~17,2 mag látszó maximális fényesség). Egy 2023-as tanulmány szerint IC 1296 részben aktív galaxis: spektruma Seyfert 1.5‑ös jellemzőket mutat, valamint ismert röntgenforrás (arxiv.org).
(Szöveg: Csizmadia Szilárd)
