W jednym ostatnich odcinków naszego cyklu "Niebo przez lornetkę" opowiadaliśmy o Mgławicy Orzeł (M16) i jej słynnym zdjęciu wykonanym przez Teleskop Kosmiczny Hubble'a (HST). Mgławica ta leży w bardzo gęstych rejonach Drogi Mlecznej, stosunkowo blisko jej centrum, nic więc dziwnego, że w jej okolicy znajdziemy mnóstwo innych ciekawych obiektów, a jednym z najładniejszych jest para składająca się z mgławicy M17 i gromady otwartej M18 znajdująca się tylko 2.5 stopnia na południe.

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

ZASZALEJ NA ŚWIĘTA

Fujifilm GFX 50S II (2262 zdj.) - KOMIS

10999 zł

Sony 24-70/2.8 FE GM - KOMIS

3799 zł

Sony 600/4 FE GM OSS - KOMIS

47999 zł

Sony 70-200/2.8 FE GM OSS - KOMIS

6298 zł

Warto zaznaczyć, że to naprawdę bliskie sąsiedztwo, co powoduje, że wszystkie wspomniane obiekty można umieścić w polu typowej, nocnej lornetki przeglądowej. Dobre modele 7x50 mają najczęściej pole widzenia 7.5 stopnia, lornetki klasy 10x50 mogą pochwalić się polem w okolicach 6.5 stopnia, natomiast wysokiej klasy 8x56 przekraczają często 7 stopni. Poniższa mapka pokazuje pogranicze konstelacji Tarczy, Węża i Strzelca wraz z położeniem M17 i M18 oraz opisywanej wcześniej M16. Okrąg oznacza pole widzenia wynoszące 7 stopni czyli typowe dla wspominanych lornetek 7x50, 10x50 i 8x56. Jak widać, cała trójka obiektów mieści się tam bez problemów. Co więcej, widać tam więcej eM-ek, o których oczywiście nie omieszkamy wspomnieć w niniejszym artykule.

Mapa nieba pogranicza konstelacji Tarczy, Węża i Strzelca gdzie możemy znaleźć obiekty takie jak M16, M17, M18, M24 i M25.

Podobnie jak M16, para M17 i M18 to obiekty, które najlepiej obserwować na przełomie wiosny i lata. Pod koniec czerwca, około północy, znajdziemy je około 20 stopni nad południowym horyzontem, prawie dokładnie na granicy konstelacji Węża, Tarczy i Strzelca. Końcówka czerwca to jednak w Polsce najgorszy czas do obserwacji astronomicznych, ze względu na krótkie i jasne noce. Nie warto się więc spieszyć i z wyjściem pod rozgwieżdżone niebo można bez problemów poczekać do początków sierpnia. Noce są wtedy równie pogodne, ciemniejsze, a dodatkowo nie trzeba ich zarywać, bo interesujące nas obiekty będą widoczne wieczorem.

Ponownie musimy zaznaczyć, że obserwacje tak nisko położonych obiektów nie są łatwe. Astronomowie zawodowi, prowadząc swoje obserwacje, unikają ciał niebieskich leżących poniżej 30 stopni nad horyzontem, uznając, że w ich przypadku atmosfera przeszkadza tak bardzo, że obserwacje przestają być wartościowe. W Polsce M17 i M18 nigdy nie znajdują się tak wysoko, więc żeby poprawić warunki musimy wybrać się bardziej na południe. Oczywiście czym innym jest proste podziwianie piękna nieba, a czym innym precyzyjne pomiary astronomiczne. A to oznacza, że jeśli wyjedziemy w naprawdę ciemne miejsce, zadbamy o to, żeby mieć bardzo dobry widok na południowy horyzont i prawidłowo zaadoptujemy wzrok do ciemności, nawet w Polsce obraz M17, M18 i otaczających je obiektów może nas zachwycić.

Mgławica Omega sfotografowana przez 2.8-metwoy teleskop VST. Fot. ESO/INAF-VST/OmegaCAM. Źródło: OmegaCen/Astro-WISE/Kapteyn Institute

Mgławicę M17 odkrył szwajcarski astronom Jean Philippe de Chéseaux w 1745 roku. W roku 1764 do swojego katalogu dołączył ją Charles Messier. Nazwę Mgławica Omega wprowadził w roku 1833 John Herschel, któremu kształt mgławicy przypominał dużą literę grecką omega.

To bardzo wdzięczny obiekt lornetkowy, bo jego jasność wynosi 6.0 magnitudo, a rozmiar kątowy sięga 11 minut łuku. Nie będziemy mieli żadnych problemów z dojrzeniem go przez małą lornetkę klasy 40-50 mm. Przeglądowy i nocny klasyk o parametrach 8x56, pod ciemnym niebem, pokaże już naprawdę ładny widok, nie wspominając o takich lornetkach jak choćby 10.5x70, które świetnie nadają się do podziwiania Mgławicy Omega.

Fragment Mgławicy Omega sfotografowany przez Teleskop Kosmiczny Hubble'a (HST). Źródło: Wikipedia. Fot. NASA, ESA i J. Hester (ASU)

W naszej tabeli opisującej M17 nazwaliśmy ją obszarem HII (stosuje się też określenie obłok lub mgławica HII), warto więc napisać coś o naturze tego typu obiektów. To nic innego jak międzygwiazdowe chmury o rozmiarach typowo kilkuset lat świetlnych zawierające duże ilości gazu i plazmy. Głównym ich składnikiem jest oczywiście wodór i to w stanie zjonizowanym. Astronomowie wodór neutralny oznaczają symbolem HI, natomiast zjonizowany HII. Dlaczego wodór w tym obłokach jest zjonizowany? To efekt światła młodych masywnych gwiazd, które tworzą się intensywnie w takich obszarach. Te najmasywniejsze, należące do typów widmowych O i B, mają też najwyższą temperaturę efektywną na swoich powierzchniach sięgającą kilkunastu-kilkudziesięciu tysięcy Kelwinów. Takie obiekty, zgodnie z prawem Plancka, maksimum swojej energii wysyłają w ultrafiolecie. Tak energetyczne promieniowanie oddziałuje z wodorem, usuwając jego jedyny elektron, czyli doprowadzając do jego jonizacji.

Widmo promieniowania ciała doskonale czarnego dla różnych wartości temperatur. Zaznaczono zakres widzialny. Źródło: Wikipedia.

Warto zatrzymać się na chwilę przy powyższym wykresie. Mamy na nim przedstawione widmo promieniowania ciała doskonale czarnego dla różnych wartości temperatur. Oczywiście gwiazdy nie promieniują dokładnie tak samo jak ciało doskonale czarne, ale można to uznać za dość dobre przybliżenie. Wykres pokazuje nam wyraźnie dwie rzeczy. Po pierwsze, im wyższa temperatura na powierzchni, tym bardziej energetyczne promieniowanie wysyła obiekt. Zjawisko to ma nawet swoją nazwę i jest określane mianem prawa przesunięć Wiena. Najchłodniejsze gwiazdy, których powierzchnie rozgrzane są temperatury 2500-3000 K najwięcej swojej energii wysyłają w podczerwieni. Gwiazdy podobne do Słońca, z temperaturą na poziomie 5000-6000 K, maksimum swojej energii promieniują w zakresie widzialnym. Obiekty o temperaturze 10000 K i wyższej wysyłają głównie wysokoenergetyczne promieniowanie ultrafioletowe. Warto zaznaczyć, że pionowa oś jest wyrażona w skali logarytmicznej. To oznacza, że gwiazda typu widmowego B, której temperatura powierzchni sięga 10000 K, w swoim piku emituje ponad 10 razy więcej energii niż nasze Słońce i kilkaset razy więcej energii niż najmniejsze i najchłodniejsze gwiazdy. Nic więc dziwnego, że gorące gwiazdy typów widmowych O i B tak łatwo jonizują obłoki wodoru. Nie dość, że wysyłają wysokoenergetyczne promieniowanie, to jeszcze robią to w ogromnych ilościach.

W obszarach HII mamy do czynienia z silną aktywnością gwiazdotwórczą. W ciągu pierwszych kilku milionów lat zapadania się takiego obłoku, może tam powstać nawet kilka tysięcy gwiazd. Co ciekawe, to co tworzy tego typu mgławice, przyczynia się także do ich śmierci. Najmasywniejsze gwiazdy ewoluują najszybciej, a to niesie ze sobą dwie poważne konsekwencje. Po pierwsze, w ich przypadku mamy do czynienia z bardzo silnym wiatrem gwiazdowym. Po drugie, obiekty o masie kilkunastu-kilkudziesięciu mas Słońca, już po kilkunastu milionach lat wybuchają jako supernowe. Połączenie silnych wiatrów gwiazdowych i wybuchów supernowych rozwiewa mgławicę i pozostaje po niej tylko gromada gwiazd.

Fragment Mgławicy Omega sfotografowany przez 3.58-metrowy teleskop NTT. Źródło: ESO.

M17 znajduje się w odległości 5-6 tysięcy lat świetlnych od nas i ma rozmiar 15 lat świetlnych. Cała chmura gazu i pyłu, której podświetlona Mgławica Omega jest częścią ma rozmiar 40 lat świetlnych i masę 30 tysięcy mas Słońca. Źródłem jonizacji wodoru M17 jest gromada otwarta gwiazd oznaczona symbolem NGC 6618, która zwiera w sumie około 800 obiektów. Ponad setka z nich należy do wspominanych przez nas typów widmowych O oraz B i to właśnie ich promieniowanie ultrafioletowe jest głównym źródłem wszystkich atrakcji, które możemy obserwować. NGC 6618 to jedna z najmłodszych gromad gwiazdowych jakie znamy, bo jej wiek szacujemy na tylko 1 milion lat.

Gromada otwarta M18. Źródło: Wikipedia. Fot. 2MASS.

Tylko jeden stopień na południe od M17 znajduje się drugi z głównych bohaterów naszego odcinka czyli gromada otwarta Messier 18. Odkrył ją Charles Messier dnia 3 czerwca 1764 roku i włączył do swojego katalogu obiektów mgławicowych. Jest ciałem, które łatwo odnajdziemy przez lornetkę przeglądową, bo jego jasność wynosi 7.5 magnitudo, a kątowy rozmiar sięga prawie 10 minut łuku. Najjaśniejsze gwiazdy gromady mają jasność 8.7-9.0 magnitudo więc też dojrzymy je przez lornetki. Oczywiście rozdzielenie gromady na poszczególne obiekty będzie łatwiejsze jeśli użyjemy większego powiększenia. Tutaj lepiej więc użyć lornetek klasy 15x70, 20x80 lub 25x100 niż na przykład 10.5x70.

Gromada otwarta M18 (w lewym-górnym rogu) i jej okolice. Źródło: Wikipedia. Fot. OmegaCAM, ESO.

M18 znajduje się w odległości 4200 lat świetlnych od nas i ma rozmiar 26 lat świetlnych. W tym obszarze znajduje się kilkaset gwiazd o całkowitej masie około 200 mas Słońca. Wiek gromady szacuje się na 33 miliony lat, przez co najbardziej masywne i najszybciej ewoluujące obiekty typu widmowego O, zakończyły już swoje życie. Najjaśniejsze gwiazdy gromady należą więc do typu widmowego B.

Przesuwając się o kolejne 1-2 stopnie na południe od M18 natrafimy na kolejny obiekt katalogu Messiera czyli M24. Jest on o tyle ciekawy, że jest jednym z trzech ciał należących do tego katalogu, którego nie można zaklasyfikować jako fizyczny obiekt mgławicowy.

Pogranicze konstelacji Tarczy, Węża i Strzelca z zaznaczonymi ciekawymi obiektami. Fot. A. Olech (Sigma A 1.4/105 + Nikon D500).

Messier odkrył go w roku 1764 i opisał jako "wielką mgławicę z wieloma gwiazdami o różnych jasnościach". Wydawało mu się, że ma do czynienia z grupą związanych ze sobą fizycznie gwiazd, która na naszym niebie zajmuje obszar około 1.5 stopni i ma sumaryczną jasność około 4 magnitudo.

Współczesne badania wyraźnie jednak pokazały, że M24 to tak naprawdę gęstszy fragment ramiona Strzelca. Jego najbliższe obiekty znajdują się w odległości 10 tysięcy lat świetlnych od nas, ale ciągną się wgłąb Galaktyki na kolejne kilka tysięcy lat świetlnych. Największe zgęszczenie zawiera około 1000 gwiazd, z których większość bez problemów zobaczymy i rozdzielimy przez średniej wielkości lornetkę. Najjaśniejsza gwiazda M24 to zmieniający nieznacznie swoją jasność superolbrzym HD 167356, którego średni blask to 6.05 mag. W dobrych warunkach, powinniśmy więc dojrzeć go gołym okiem.

Chmura gwiazdowa M24. Widać wyraźnie dwie ciemne mgławice Barnard 92 i Barnard 93 oraz zwartą gromadę otwartą NGC 6603 (trochę na lewo od centrum obrazu). Źródło: Wikipedia. Fot. Thomas Jäger.

W obszarze zajmowanym przez M24 znajdziemy dodatkowo trzy ciekawe obiekty. Dwa z nich to ciemne mgławice Barnard 92 oraz Barnard 93, a trzeci to gromada otwarta NGC 6603 o jasności 11 magnitudo i rozmiarze 4 minut kątowych. Niektóre źródła błędnie identyfikują tę gromadę z M24. To jednak zupełnie inny obiekt, odkryty przez Johna Herschela w lipcu 1830 roku i naprawdę trudno go pomylić z opisywaną przez Messiera chmurą o rozmiarach sięgających 1.5 stopnia.

Gromada otwarta M25. Źródło: Wikipedia. Fot. 2MASS.

To nie koniec ciekawych obiektów w najbliższej okolicy M17 i M18. Około 4 stopni na południowy-wschód od nich znajdziemy gromadę otwartą Messier 25. Została ona odkryta już w roku 1745 przez szwajcarskiego astronoma i matematyka Jean-Philippe'a Loys de Chéseaux.

Wczesna data odkrycia wynika z dużej jasności obiektu, która sięga aż 4.6 mag. To oznacza, że w dobrych warunkach możemy dojrzeć ją gołym okiem, a jednocześnie wskazuje ta to, że jest świetnym obiektem do obserwacji przez każdą lornetkę. Rozmiar kątowy gromady wynosi aż 32 minuty łuku jest więc minimalnie większy od tarczy Księżyca.

M25 znajduje się w odległości 2000 lat świetlnych od nas i w przestrzeni kosmicznej zajmuje obszar o rozmiarach około 13 lat świetlnych. Masę zawartą w tej przestrzeni szacuje się na około 2000 mas Słońca, ale tylko część z niej to gwiazdy, których liczbę szacuje się na ponad 100. Gromada jest młoda, a jej wiek ocenia się na od 68 do 95 milionów lat.

Gromada otwarta M25 sfotografowana przez 24-calowy Burrell Schmidt Telescope. Fot. Hillary Mathis, Vanessa Harvey, REU program/NOAO/AURA/NSF

Jednym z ciekawszych obiektów M25 jest U Sagittarii - gwiazda pulsująca typu Delta Cephei (cefeida). To bardzo ważny w astrofizyce typ zmienności, zasługujący na osobny artykuł. Tutaj zachęcimy tylko wszystkich do próby ocen blasku tej gwiazdy i narysowania swojej własnej krzywej jasności. Jest to o tyle łatwe, że U Sgr dojrzymy bez problemów przez małą lornetkę. Jej blask zmienia się z okresem niecałych 7 dni w zakresie od 6.3 do 7.2 magnitudo. Amplituda tych zmian jest więc naprawdę spora i łatwo ją zauważyć nawet niedoświadczonemu obserwatorowi.

Konstelacja Strzelca obfituje w imponujące obiekty mgławicowe i wciąż nie skończyliśmy opisywania najciekawszych z nich. Dla kolejnych znajdziemy więcej miejsca w kolejnych odcinkach naszego cyklu.

Sponsorem cyklu „Niebo przez lornetkę” jest firma: