W ostatnim odcinku omawialiśmy podwójną gromadę otwartą w konstelacji Perseusza (χ i h Persei). To najbardziej znany obiekt tego typu, ale mało kto zdaje sobie sprawę, że takich podwójnych obiektów na sferze niebieskiej jest więcej. Dzisiaj zajmiemy się kolejną parą gromad otwartych, a mianowicie M35 i NGC 2158.

Obiekt:	Messier 35
Inne nazwy:	NGC 2168
Gwiazdozbiór:	Bliźnięta (Gem)
Typ:	Gromada otwarta
Jasność obserwowana:	5.3 magnitudo
Rozmiar kątowy:	28 minut łuku
Najlepsza widoczność:	zima
Zdjęcie:	Michał Kałużny

----- R E K L A M A -----

OFERTA BLACK FRIDAY

Sony A7R IV (15263 zdj.)

8299 zł 7054 zł

Leica Q2 Monochrom (3252 zdj.)

19999 zł 17999 zł

Fujifilm GFX 100S (443 zdjęcia)

13999 zł 12599 zł

Canon 28-70/2 RF L USM

10999 zł 9899 zł

Już same nazwy wskazują, że sytuacja jest tutaj trochę inna niż w przypadku podwójnej gromady w Perseuszu. Fakt, że M35 trafiła na listę obiektów Katalogu Messiera, a NGC 2158 nie, dobitnie świadczy o różnicy w jasności obu obiektów. I tak jest w rzeczywistości. Całkowita jasność M35 jest szacowana na 5.3 magnitudo, a to oznacza, że w świetnych warunkach atmosferycznych osoby obdarzone bardzo dobrym wzrokiem są ją w stanie dostrzec bez żadnych instrumentów optycznych. Oczywiście M35 nie jest wtedy obiektem efektownym, bo jawi się jako słaba mgiełka, ale fakt, że da się ją dostrzec gołym okiem powoduje, że zalicza się do najjaśniejszych obiektów tego typu na naszym niebie. Nie można zapomnieć o jej dużym rozmiarze kątowym, bo sięga on aż 28 minut łuku, co oznacza, że gromada jest tylko nieznacznie mniejsza od tarczy Księżyca.

Messier 35 i NGC 2158. Fot. M. Kałużny.

NGC 2158 jest zupełnie innym obiektem. Przede wszystkim jej jasność wynosi 8.6 magnitudo, a to oznacza, że aby ją dojrzeć musimy dysponować przynajmniej średnią lornetką. Ta gromada, dla odmiany, jest bardziej skoncentrowana i jej rozmiar kątowy sięga tylko 5 minut kątowych. W efekcie omawiana para gromad wygląda bardzo ciekawie i efektownie. Pośród luźno rozrzuconych gwiazd M35 natrafiamy na małą i skoncentrowaną grupkę słabszych obiektów, która wyraźnie odróżnia się od otoczenia.

Rzut okiem na powyższe piękne zdjęcie obu gromad wykonane przez Michała Kałużnego pokazuje jeszcze jedną ważną rzecz. O ile gwiazdy z M35 są niebieskie, to prawie wszystkie gwiazdy należące do NGC 2158 wydają się żółte i pomarańczowe. Osoby, które uważnie czytały nasze poprzednie odcinki, a w szczególności te poświęcone gromadom Plejady i Hiady, już chyba domyślają się o co chodzi. Ta różnica w kolorach mówi nam o dużej różnicy wieku obu gromad. M35 jest młoda i jej wiek szacuje się na tylko 150 milionów lat. To oznacza, że jej masywne gwiazdy, które ewoluują najszybciej ze względu na ogromne temperatury panujące w ich jądrach i które świecą na niebiesko, wciąż palą wodór (czyli mówiąc potocznie znajdują się na ciągu głównym). NGC 2158, jak na gromadę otwartą, jest dość stara, bo jej wiek szacuje się na miliard lat. A to oznacza, że masywne i świecące na początku swego życia na niebiesko gwiazdy zakończyły już swój żywot i obecnie są wygasłymi obiektami (czarnymi dziurami lub gwiazdami neutronowymi). Stąd pośród gwiazd NGC 2158 dominują obiekty o masach porównywalnych z masą Słońca lub trochę od niego gorętsze, które wydają nam się żółte i pomarańczowe.

Spora różnica w wyglądzie obu gromad (rozrzucone gwiazdy M35 i ładnie skupione w kierunku środka gwiazdy NGC 2158) mogą świadczyć nie tylko o różnicy w wieku, ale także w wyraźniej różnicy w odległości. Czy tak jest w rzeczywistości? O tym możemy przekonać się stosując prostą metodę wyznaczania odległości, która jest dość powszechnie stosowana przez astronomów. Zanim jednak do tego dojdzie, musimy zrobić mały wstęp teoretyczny.

Jeśli natężenie promieniowania gwiazdy obserwowanej na naszym niebie wynosi I, to jej jasność wyrażona w skali wielkości gwiazdowych używanych w astronomii (tzw. magnitudo) jest dana wzorem:

gdzie C jest stałą, o której nie musimy na razie wiedzieć nic więcej. Jeśli napiszemy powyższe równanie dla dwóch gwiazd, to przyjmie ono następującą formę:

Natężenie promieniowania od gwiazdy, które obserwujemy na naszym niebie (w pewnym uproszczeniu) zależy od jej mocy promieniowania L (czyli energii, którą ona wysyła) oraz odległości d:

Jeśli więc znajdziemy na sferze niebieskiej dwie gwiazdy, które mają takie same rozmiary i taką samą temperaturę efektywną, to różnica w ich jasności będzie odpowiadać tylko i wyłącznie różnicy w odległości:

Jeśli więc chcemy porównać odległości dwóch gromad otwartych, należy znaleźć na ich ciągach głównych dwie gwiazdy o tej samej temperaturze (czyli o tym samym kolorze) i sprawdzić jaka jest różnica w ich jasności wyrażonej w wielkościach gwiazdowych. W rzeczywistości nie robi się tego dla jednej gwiazdy, tylko dla całego szeregu gwiazd ustawionych wzdłuż ciągu głównego. Po prostu sprawdza się o ile wielkości gwiazdowych trzeba przesunąć ciąg jednej gromady, żeby nasunąć go idealnie na ciąg drugiej gromady. Uzyskana wartość podstawiona do powyższego wzoru daje nam od razu różnicę odległości. Opisana zaś metoda wyznaczania odległości nazywa się metodą dopasowania ciągu głównego (ang. main sequence fitting).

Tak naprawdę, w rzeczywistości sprawa jest dużo bardziej skomplikowana. Na kolor gwiazdy wpływają dwa ważne czynniki, których nie uwzględniliśmy w naszych rozważaniach. Po pierwsze, mamy do czynienia z ekstynkcją międzygwiazdową, którą astronomowie nazywają też poczerwienieniem. Materia międzygwiazdowa pochłania światło odległych gwiazd, ale dość wybiórczo. Znacznie efektywniej usuwa z wiązki światło niebieskie niż czerwone. Stąd po przejściu przez spory kawałek przestrzeni międzygwiazdowej światło gwiazdy ulega poczerwienieniu. Na kolor gwiazdy ma też wpływ jest skład chemiczny, a w szczególności zawartość metali. Metodę dopasowania ciągu głównego trzeba więc stosować dla gromad o podobnej metaliczności lub dodatkowo uwzględniać ten efekt.

Na potrzebę naszych prostych rozważań nie musimy jednak wgłębiać się w tak skomplikowane szczegóły. Chodzi nam przecież o prosty szacunek różnicy odległości, a nie o bardzo dokładne wyznaczenie dystansu do obu gromad.

Rzut okiem na diagramy barwa-jasność uzyskane dla obu gromad pozwala stwierdzić, że różnica w jasności gwiazd o podobnej temperaturze (podobnym kolorze) sięga 2.5 magnitudo, a to oznacza, że NGC 2158 znajduje się ponad trzy razy dalej niż M35. Dokładne wartości uzyskiwane przez astronomów dość dobrze zgadzają się z naszym prostym oszacowaniem. Dystans dzielący nas do M35 wynosi 2800 lat świetlnych, a odległość do NGC 2158 wynosi niespełna 11 tysięcy lat świetlnych.

Na tym zakończymy naszą astrofizyczną dygresję i wrócimy do tematu podziwiania M35 i NGC 2158. Obie gromady najlepiej obserwować w mroźne zimowe noce. Najlepsze warunki występują w połowie grudnia, kiedy to, w okolicach północy, nasze bohaterki górują około 60 stopni nad południowym horyzontem, co ładnie pokazuje poniższa mapka.

Widok na południowy horyzont w połowie grudnia w okolicach północy.

Bardzo podobny widok zobaczymy w połowie lutego około godziny 21, a także w połowie października około godziny 4 nad ranem.

Trochę dokładniejsza mapa gwiazdozbioru Bliźniąt z zaznaczonym położeniem gromady M35 znajduje się poniżej.

Mapa konstelacji Bliźniąt z zaznaczonym położeniem M35.

Jeszcze dokładniejsza mapa, już tylko najbliższej okolicy gromad M35 i NGC 2158 znajduje się na poniższym rysunku.

Mapa nieba najbliższych okolic gromad M35 i NGC 2158.

Tym razem, aby pozwolić zorientować się w skali rysunku, zaznaczyliśmy okrąg o średnicy jednego stopnia. Widać więc wyraźnie, że jeśli chcemy aby M35 ładnie wypełniła nam pole widzenia naszego instrumentu, a jednocześnie jeśli chcemy dobrze dojrzeć NGC 2158 i rozdzielić ją na poszczególne gwiazdy potrzebujemy raczej większych lornetek o obiektywach 80-100 mm dających powiększenia 20-30 razy i pola widzenia na poziomie 2-3 stopni.

Delta Optical 25x100 pokaże nam M35 i NGC 2158 w pełnej krasie.

W złej sytuacji nie są przy tym posiadacze mniejszych lornetek, nawet tych przeglądowych o parametrach 7x50 czy 8x56. Wręcz przeciwnie. M35 jest położona w smudze gwiazd Drogi Mlecznej i pięknie wkomponowuje się w dużą ilość luźniej rozsianych gwiazd. Co więcej, kilka stopni na południe (a więc tak naprawdę w jednym polu widzenia lornetki szerokokątnej) znajdziemy jeszcze jedną parę interesujących obiektów. Mowa tutaj o mgławicy emisyjnej NGC 2174 i związanej z nią gromadzie otwartej gwiazd NGC 2175, której jasność całkowita sięga 6.8 magnitudo, a to powoduje, że dojrzymy ją bez problemów przez naszą przeglądową lornetkę.

Mgławica emisyjna NGC 2174 sfotografowana przez HST (NASA/ESA).

Widać więc, że posiadacz każdego typu lornetki, lunety czy teleskopu powinien zainteresować się okolicami M35 i korzystając z ciemnego nieba wykorzystać swój sprzęt. Ładnych widoków na pewno nie zabraknie.

Sponsorem cyklu „Niebo przez lornetkę” jest firma: