Вражаюча історія туманності Краб

Вражаюча історія туманності Краб

Коли я вирішив написати цю статтю, не знав, з чого почати. Історичний та науковий аспекти є однаково цікавими, і вибрати один з них було непросто. Врешті-решт, я вирішив почати з кінця: з моїх фотографій цієї неймовірної туманності, а потім перейти до історичного огляду та легкого наукового аналізу.

Це зображення було зроблено 6 вересня 2021 року і є результатом об'єднання чотирьох 10-хвилинних експозицій, виконаних за допомогою телескопа Skywatcher 250PDS з апертурою 250 міліметрів і фокусною відстанню 1250 міліметрів, а також камери CCD QHY8L, охолодженої до -15°C. Найяскравіша зірка на фото, що видно зліва, насправді є об'єктом, який не можна спостерігати неозброєним оком, і не має власного імені, лише каталожний номер: HD37013 з приблизною величиною 6,9. Це допомагає зрозуміти масштаби яскравості, з якими ми маємо справу. Туманність Краб, розташована в центрі зображення і відома також як Мессьє 1 або NGC 1952, також не спостерігається неозброєним оком: для її виявлення потрібен принаймні хороший бінокль та темне небо без світлового забруднення. Її можна помітити як слабку і маленьку світлу пляму, яка може бути важко відрізнити від навколишніх зірок. Щоб дійсно оцінити цю туманність, потрібен рефлекторний телескоп діаметром не менше 130 міліметрів; у телескопі діаметром 200 міліметрів та більше видимість буде значно кращою. Я додаю тут зоряну карту, яка допоможе в ідентифікації цього об'єкта, доступну на сайті "Free Star Charts": Посилання на карту.

Туманність розташована в сузір'ї Тельця, тому її можна добре спостерігати в зимові місяці для спостерігачів північної півкулі. Однак, щоб повністю оцінити цю дивовижну небесну структуру, безумовно, слід вдатися до фотографії. Як видно з моєї фотографії від 6 вересня 2021 року, слабо світла пляма, яку може виявити людське око, навіть із допомогою оптичних приладів, розкривається у делікатному переплетенні кольорових текстур. Хоча її краса вже може бути оцінена, фокусна відстань цього інструмента все ще занадто коротка для кращого підкреслення її структури. Інша моя фотографія, зроблена 10 серпня 2019 року за допомогою телескопа меншого діаметра — лише 200 міліметрів, але з набагато більшою фокусною відстанню 2000 міліметрів, показує її з більшим збільшенням.

Туманність Краб, сфотографована телескопом Schmidt-Cassegrain діаметром 200 мм і фокусною відстанню 2000 мм, з кількома експозиціями на загальний час інтеграції 40 хвилин, камера CCD QHY8L при BIN 1×1, охолоджена до -15°C, фільтр UHC. Фото Массимо Діонісі

Проте, більше збільшення, яке забезпечує цей тип телескопа, Schmidt-Cassegrain від Meade, має свою ціну в термінах ясності та чіткості фінального зображення, а також значно менший охоплення поля. У цьому випадку загальний час експозиції фото, відомий як "час інтеграції", також становив 40 хвилин, як і для зображення від 6 вересня 2021 року; різниця в кольорах між двома зображеннями також зумовлена різними постобробками. Насправді, астрономічні "сирі" зображення зазвичай підлягають обробці з метою зменшення фонових шумів, як електронних, так і від природного фонового неба та світлового забруднення; також можуть бути потрібні додаткові обробки, які можуть призвести до досить різних фінальних результатів, не кажучи вже про те, що в даному випадку два зображення були отримані з різними інструментами.

Туманність Краб, сфотографована в жовтні 2017 року за допомогою телескопа Schmidt-Cassegrain діаметром 200 мм і фокусною відстанню 2000 мм, з кількома експозиціями на загальний час інтеграції 60 хвилин, камера CCD Atik 16-C при BIN 1×1. Фото Массимо Діонісі

Що ж робить цю туманність такою захоплюючою як з історичної, так і з наукової точки зору? По-перше, в історії астрономії є документи про деякі давні події, зафіксовані астрономами того часу. Однією з найвідоміших є "Зоря-гостя", тобто нова зірка, ніколи раніше не спостережувана, зафіксована китайськими астрономами в 1054 році в сузір'ї Тельця. Це задокументовано в середньовічних китайських хроніках, перекладених англійською мовою Дж. Дж. Дуйвендаком у 1942 році, в яких читаємо:

"У перший рік періоду Чі-Хо, у п'ятій місяці, у день Чі-Чоу, з'явилася Зоря-гостя приблизно в кількох дюймах на південний схід від Тянь-Гуань. Після більше ніж року вона поступово стала невидимою."

Зірка, названа "Тянь-Гуань", була відома грецьким астрономам як Зета Тельця, і так ми її ідентифікуємо сьогодні. Вказівка "в кількох дюймах на південний схід" ймовірно відноситься до позиції на небесній сфері, а не до реальної відстані в космосі, яка була б вказана інакше. Інший запис, приписуваний пізніше, між 19 березня та 17 квітня 1056 року, написав Чан Техсіан у "Сунг Хуей-Яо":

"У третьому місяці першого року правління Чіа-Ю, директор астрономічного управління сказав: Зоря-гостя стала невидимою, що є передвістям відходу Гостя. Спочатку, у п'ятому місяці першого року періоду Чі-Хо, вона з'явилася вранці на сході, охороняючи Тянь-Гуань. Вона була видима вдень, як Венера, з гострими променями в усі чотири сторони. Колір був біло-червоним. Її бачили протягом двадцяти трьох днів."

Що ж сталося в небі, стало зрозуміло не лише китайським астрономам, але й корінним американцям, які також залишили малюнки, знайдені на руїнах на півночі Аризони, в печері на Уайт Меса (Юта) та на стіні Каньйону Навахо (Аризона). Проте, жодних записів не залишили європейські спостерігачі. Вважається, що, можливо, були виконані спостереження з письмовими звітами про подію, але вони могли бути втрачені, можливо, через релігійні упередження того часу. На правду, ми не маємо чіткої підтвердження, що подія, описана китайцями, і те, що передали індіанці, є одночасними: на користь цьому свідчить ймовірна одночасність спостережень. У малюнках індіанців Зоря-гостя зображена поруч з серпом Місяця, а історична реконструкція ідентифікує серп Місяця, що спадає в сузір'ї Тельця, поруч із згаданою зіркою Зета Тельця, вранці 5 липня 1054 року, тобто наступного ранку після появи Зорі-гостя для східних астрономів. Однак варто зазначити, що орієнтація серпа Місяця виглядає навпаки до того, якою вона мала б бути, тому ми не знаємо, чи малюнок є вільною інтерпретацією художника або стосується іншої події, або ж не має жодного зв'язку з певними небесними конфігураціями.

Малюнки корінних американців, які ймовірно документують подію на небі 1054 року. (з Burnham’s Celestial Handbook Роберта Бернхема-молодшого, Т. 3, Dover Publications Inc, Нью-Йорк, 1978)

Те, що ми знаємо напевно, це те, що ця "Зоря-гостя" була видима навіть вдень протягом двадцяти трьох днів і зникла з виду лише через майже два роки, точніше через шістсот п'ятдесят три дні. Вона змагалася в яскравості з Повним Місяцем і безсумнівно була найпомітнішим об'єктом на небі протягом тривалого часу. Але як пов'язана ця історія про "Зорю-гостю" китайців та малюнки індіанців з нашою туманністю Краб? Вона пов'язана, і досить тісно, адже одна є природною наслідком іншої. Та нова зірка, що "засвітилася" на небі майже тисячу років тому, була насправді одним з найбільш катастрофічних явищ, відомих у Всесвіті: Супернова. У моїй попередній статті про Туманність Спіральну (Туманність Спіральна), популярно звану "Оком Бога", я говорив про Нови, зірки, що наближаються до завершення свого життєвого циклу, які викидають зовнішні шари своєї атмосфери в експлозивному виверженні, створюючи туманності, які називаються "планетарними" через їх форму. Супернова — це дуже схоже явище, але набагато більш потужне, де беруть участь навіть найглибші шари зірки, з вибухом такої сили, що зірка може досягти яскравості, яка перевищує яскравість усієї галактики, що її містить. І в цьому випадку те, що залишається після вибуху, є туманним залишком, також відомим як "планетарна туманність", і саме це ми спостерігаємо та фотографуємо в сузір'ї Тельця: справжня "похоронна пирамида" вибухлої зірки; гази, з яких вона складалася, були викинуті в міжзоряний простір, створюючи ту ніжну павутину яскравих газових волокон, яку ми можемо спостерігати сьогодні.

Після події 1054 року пройшло майже сімсот років, перш ніж людство усвідомило існування Туманності Краб: у 1731 році британський астроном і лікар Джон Бевіс (1695-1771) вперше побачив її як слабку світлу пляму, а незалежно від нього туманність була повторно відкрита французьким астрономом Шарлем Мессьє (1730-1817) через двадцять сім років. У вересні 1758 року він виявив її в небі і описав так:

"Небулозність, що розташована над південним рогом сузір'я Тельця. Вона не містить зірок і виглядає як білувате світло, витягнуте, як полум'я свічки; виявлено під час спостереження комети 1758 року."

Комета, яку спостерігав Шарль Мессьє, була знаменитою кометою Галлея, під час одного з її численних проходів поблизу Сонця, задокументованих в історії астрономії, але вона також була першою, яку передбачив англійський астроном сер Едмонд Галлей (1656-1742) у 1696 році на основі спостережень комет 1531, 1607 і 1682, які виявилися одним і тим же об'єктом. У той час спостереження комет вважалися надзвичайно важливими, і це перевершувало більшість інших астрономічних активностей: можливість дати своє ім'я кометі була престижною і приносила славу не лише астроному, який її відкрив, але й країні, до якої він належав. З іншого боку, ніхто не мав уявлення про те, що насправді представляють собою ці світлі клубки, які з'являлися тут і там на небі, і людство лише починало робити свої перші кроки в пізнанні космосу. Проте Мессьє був передбачливим і склав каталог не зоряних об'єктів, які він сам виявив, щоб виключити їх, коли йшов на полювання за кометами в нічному небі. Туманності Краб, яка ще не мала такої назви, він присвоїв каталожний номер 1, тому вона стала об'єктом Мессьє 1, як вона ідентифікується й досі.