Heckathorn-Fessen-Gull 1 (PK 136+05) – kres życia unikatowej mgławicy planetarnej

[Herbert West]

Zmagania między moją cierpliwością a pogodą wygrała pogoda, więc jestem zmuszony zaprezentować tą niepowtarzalną mgławicę w formie niedokończonej, której brakuje co najmniej kilkunastu godzin ekspozycji (a jest już 65 g). Wybaczcie więc ułomności zdjęcia wynikające z niedostatecznej ilości fotonów, ale tego stwora można fotografować wyłącznie podczas bezksiężycowych nocy pozbawionych choćby śladów cirrusów. Zdecydowałem pokazać więcej struktury kosztem estetyki zdjęcia, ponieważ jest to bardzo nietypowy obiekt. Nie liczcie na subtelne przejścia tonalne, bo dane są bardzo płytkie.

 

Focia

 

 

Ha

 

 

OIII

 

 

Lokalizacja obiektu

Okolice Duszy i Serca.

RA 03 03 49,9

DEC +64 54 46

 

Czas i miejsce:

Świętokrzyska wieś, Bortle 4, materiał zbierany od sierpnia do końca grudnia 2022.

 

Ekspozycja:

1. Ha- 525 x 300s = 43,75 g

2. OIII- 251 x 300s = 21 g

65 godzin i ciągle mało ¯\_(ツ)_/¯

3. RGB – po 15x120s na kanał.

 

Sprzęt:

Teleskop: SkyWatcher Maksutov-Newtonian MN190, 190/1000 mm

Kamera: ASI1600MMP,

Filtry: Baader Ha 7nm (kilkadziesiąt klatek) Antlia Ha 3nm (reszta), Antlia OIII 3nm,

Montaż: SkyWatcher EQ6PRO

Guider: SvBony 240mm, ASI120MM mini,

Akcesoria: ZWO EFW, ZWO EAF, ASIAir V1

 

Kilka słów o obróbce

Przede wszystkim chciałem pokazać strukturę fali uderzeniowej oraz wypełnioną turbulentnymi przepływami nieciągłość między nią a wewnętrzną częścią mgławicy. Pod tym względem nie wyszło rewelacyjnie.

Sygnał jest bardzo płytki. Zbieranie światła i wydobywanie danych z szumu przypominało odkrywanie skamieniałości pędzelkiem i igłą. Obiekt jest niezwykle ciemny, zwłaszcza Ha są ilości śladowe. OIII jest jaśniejsze (czy raczej mniej ciemne). Mam wrażenie, że odbijałem się od wielu granic - światłosiły teleskopu, jakości nieba, 12 bitów kamery i jej QE oraz oczywiście umiejętności obróbki.

Obiekt nietypowy również dlatego, że nie ma żadnych drobnych detali. To dobrze, ponieważ sygnał był niewiele wyższy od poziomu szumów i można było go wydobywać nie przejmując się zatarciem ostrych szczegółów. Ciekawym wyzwaniem było więc stopniowe okrajanie szumu za pomocą NX, Topaza, PS. Stretching również nie był łatwy.

Rzutem na taśmę udało mi się zrobić na koniec roku gwiazdy RGB… przez cirrusy i podczas wiatru. Dobra okazja do opanowania korekty gwiazd w BlurXterminatorze, choć kalibracja kolorów nie wyszła do końca i było wiele artefaktów do ręcznej korekty.

 

Odniesienie- zdjęcie HFG1 wykonane przez 4-metrowy teleskop Mayall w obserwatorium Kitt Peak.

 

Workflow:

 

Pixinsight:

 

Mgławica:

1. DynamicCrop,

2. DynamicBackgroundExtraction,

3. NoiseXterminator,

4. StarXterminator,

6. GeneralizedHyperbolicStretch i NoiseXterminator.

 

Gwiazdy:

1. DBE,

2. DynamicCrop,

3. BlurXterminator- korekta kształtu, wielkości, halo- gdyby nie to narzędzie to urobek by wylądował w koszu!

4. LRGBCombo

5. SPCC

6. GHS i dodatkowe wyciąganie małych gwiazd z maską za pomocą HistogramTransformation,

7. StarXterminator – obraz samych gwiazd.

 

B. Photoshop:

1. Gradient Map – czerwona na Ha, niebieska na OIII.

2. Praca nad kolorami, korekta artefaktów, Levels, CameraRAW, etc.

3. Gwiazdy RGB dodane przez Screen po uprzedniej ręcznej korekcie problemów.

4. Resize, png.

 

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Opis obiektu (zróbcie kawę / otwórzcie piwko- jest o czym pisać)

 

// Podziękowania dla @Tuvocoraz @diver za cenne uwagi i niezbędne poprawki do poniższego tekstu //

 

Kres życia, jak w tytule, ale jednocześnie najlepszy tysiąc lat na zrobienie tego zdjęcia. Mgławice planetarne istnieją krótko - średnio 10 000 lat. Ta jest już stara i będzie tylko gasnąć. Lecz teraz ma najciekawszą strukturę.

Jest to unikatowy obiekt. Nie zaobserwowano do tej pory żadnej mgławicy planetarnej o takiej strukturze, choć może kiedyś Mira A się taką stanie. Poniżej zdjęcie Mira A i jej warkocza w UV. Podobieństwa są oczywiste.

 

 

HFG1 jest bardzo ciemny więc został odkryty relatywnie niedawno, w 1982, przez Panów Heckathorna, Fessena i Gulla. Jego sąsiadem jest inna planetarka - Abell 6. HFG1 należy do mgławic planetarnych typu F, czyli jest bąblem, ale równo wypełnionym gazem, stąd „puszysty” wygląd centrum. Znajduje się zapewne ~490 parseków (1597 lat świetlnych) od naszej gwiazdy.

 

Jej źródłem jest interesujący układ podwójny – V664 Cas. Jedna z gwiazd to podkarzeł typu O (sdO). Jest to bardzo mała gwiazda, ok 0,5 masy Słońca, składająca się głównie z Helu. Jest jednakże bardzo gorąca - ~83 000K. Obecnie czerpie swoją energię z syntezy helu. Tego rodzaju karły różnią się znacząco od bardziej powszechnych, chłodniejszych białych karłów a ich pochodzenie nie jest do końca wyjaśnione. Poniżej schemat z Wikipedii.

 

 

Druga gwiazda jest większa, znajduje się w ciągu głównym - ma masę ~1.1 masy Słońca, promień ~1.3 Słońca i temperaturę ~5 500K, typ widmowy F5-K0 V i znajduje się nadal w ciągu głównym.

 

Gwiazdy znajdują się blisko siebie - orbita trwa ok. 14 godzin i dzieli je zapewne kilka milionów kilometrów. Są zatem naprawdę bardzo blisko siebie. Prawdopodobnie, gdy pierwsza gwiazda, obecnie sdO, była czerwonym olbrzymem, otoczyła drugą gwiazdę swoją atmosferą, spowalniając ją i skracając jej orbitę.

Tabela z podstawowymi właściwościami układu:

 

 

HFG1 jest interesującym obiektem dla naukowców badających ewolucję gwiazd, ponieważ pozwala lepiej poznać właściwości i historię podkarłów typu O, o których wiemy jeszcze niewiele. W tym wypadku jest to możliwe głównie dlatego, że HFG1 nie stoi w miejscu względem materii międzygwiazdowej, ale się porusza bardzo szybko - od 29 do 59 km/s.

 

Rozgrzewka zakończona, gratuluję dotarcia do tego punktu :-) Czas na twardsze dane niż Wikipedia. Moim głównym źródłem było to opracowanie:

 

Modelling the cometary structure of the planetary nebula HFG1 based on the evolution of its binary central star V664 Cas. A. Chiotellis, P. Boumis, N. Nanouris, J. Meaburn, G. Dimitriadis; Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 457, Issue 1, 21 March 2016.

 

Praca ta miała na celu wykonanie symulacji hydrodynamicznych, które mogłyby wyjaśnić osobliwą strukturę tego obiektu.

 

Jest ona dziwna dlatego, że mgławica ma mocno skompresowaną „głowę”, otoczoną oddzieloną od centralnej masy strukturą fali uderzeniowej, która okala prawie całe centrum oraz długi, również skompresowany ogon.

 

Skracając nieco wywód, jedyny działający model musiał przyjąć następujące, podstawowe założenia:

1. Stała gęstość (i ciśnienie) ośrodka międzygwiazdowego.

2. Wiatr gwiazdowy V664 Cas był zmienny w czasie – założenie kluczowe.

 

Efekty symulacji przypominają rzeczywistość (D to zakładana odległość HFG1 od Słońca):

 

 

Opisania wymaga struktura fali uderzeniowej, która jest bardzo dobrze widoczna, zwłaszcza w kierunku, w którym mgławica i V664 Cas się poruszają. Jej genezą jest prędkość obiektu - porusza się z prędkością przekraczającą prędkość dźwięku w otaczającym medium. W początkowym etapie emisji materiału, z którego utworzyła się „głowa”, masa wiatru jest o wiele większa od odpychanego przez nie gazu międzygwiazdowego, więc materiał wyrzucany przez gwiazdę rozprasza się swobodnie. Jednak prędkość wiatru jest większa niż prędkość dźwięku w otaczającym medium. Z czasem tworzy się więc fala uderzeniowa, która rozgrzewa i zagęszcza otaczający gaz międzygwiazdowy. Opór prowadzi do spowolnienia granicy bąbla gazu emitowanego przez gwiazdę i tworzenia się drugiej fali - szoku końcowego (termination shock), której prędkość jest mniejsza od prędkości dźwięku w medium i która porusza się do wewnątrz, kompresując wiatr gwiazdowy oraz tworząc drugą, wewnętrzną powłokę. Między tymi dwoma strukturami tworzy się widoczny na zdjęciu i symulacji dystans wypełniony turbulentnym gazem.

 

Podobne zjawiska mają miejsce w naszej okolicy (grafika z Wikipedii):

 

 

Wracając do dwóch podstawowych założeń symulacji, drugie ma daleko idące konsekwencje. Ponieważ mgławica się porusza, to oś jej ruchu jest jednocześnie osią czasu jej ewolucji. Symulacja musiała przyjąć konkretne wartości dotyczące gęstości, masy, prędkości i okresów emisji wiatru gwiazdowego przez V664 Cas aby uzyskać wynik zgodny z rzeczywistością. Tym samym naukowcy mogli odczytać z symulacji historię ewolucji gwiazdy.

Obecna gwiazda sdO była kiedyś gwiazdą znajdującą się w gałęzi asymptotycznej olbrzymów (AGB – Asymptotic Giant Branch) wykresu Hertzsprunga-Russella i miała masę ~3 Słońc. Podczas ewolucji, we wczesnej fazie AGB, utworzył się ogon widoczny głównie w paśmie Ha, gdy wiatr gwiazdowy miał niewielką masę i prędkość. Następnie gwiazda weszła w fazę emisji superwiatru- jego gęstość oraz prędkość bardzo wzrosły, co jest źródłem materiału „głowy”. Tutaj nastąpił kres jej życia jako gwiazdy AGB.

 

Nie mam danych o składzie „ogona” w momencie jego emisji i nie chcę wyciągać wniosków z tego, że ogon składa się głównie z Ha i OIII tam obecnie prawie nie ma. OIII bez aktywnego źródła jonizacji nie przetrwa za długo w tej formie.

 

Końcowa faza emisji superwiatru była krótka i gwałtowna, więc nie zaburzył on jeszcze struktury ogona. Patrzymy na tą mgławicę w wyjątkowym momencie w czasie!

 

Reasumując wnioski dotyczące jasnych gwiazd sdO- ta mgławica (i symulacja) łączą je z danym typem gwiazd AGB i umożliwiają prześledzenie ich ewolucji w czasie. HFG1 jest, w tym sensie, obiektem unikatowym, bo udowadnia pochodzenie tego konkretnego typu podkarłów.

EOT ?

 

Materiały źródłowe dostępne przez PW, jak zwykle.

 

Z góry dziękuję za wszelkie uwagi i komentarze.

 

PS – wciąż mam nadzieję na dalszy ciąg z 2x większą ilością OIII… zobaczymy.

Edytowane 12 Stycznia 2023 przez Herbert West
stylistyka

[Tuvoc]

Oj tam, wkład marginalny Bardzo się cieszę, że oprócz pięknego, nietuzinkowego i niewątpliwie trudnego do sfotografowania obiektu znalazł się również opis. Taka notka zawierająca choćby kilka słów o tym na co patrzymy od razu zmienia odbiór zdjęcia. Dodatkowo bardzo sobie cenię u Ciebie opisanie całego procesu obróbki (tzw. workflow). Nie wykluczone, że będę Cię naśladować w tej kwestii

 

Jeszcze raz gratuluję zdjęcia, czekam na tlen i dziękuję za poszerzenie mojej wiedzy astronomicznej!

[Jarek J.]

Doskonałe zdjęcie i doskonały opis obiektu i obróbki. Więcej takich!

[malebranchi]

wow! świetne zdjęcie, gratuluję! Podziwiam wytrwałość - 65h, niewielu tak potrafi.

No i dzięki za opis workflow oraz objektu.

[Gość na chwilę]

Wspaniały opis! Co do zdjęcia porozmawiamy przy okazji

[warpal]

Pod wrażeniem. Zarówno zdjęcia, jak i opisu.

 

[Marcin Ksiazek]

Szczęka opada, gratulacje swietnego zdjęcia i opisu.

 

[Tuvoc]

15 minut temu, Gość na chwilę napisał(a):

Wspaniały opis! Co do zdjęcia porozmawiamy przy okazji

Maćku a Ty przypadkiem nie masz tego obiektu w kolekcji też?

[ZbyT]

zdjęcie rzeczywiście super ale opis nie ustrzegł się fundamentalnych błędów

 

nie ma czegoś takiego jak biały podkarzeł. Są białe karły czyli wypalone gwiazdy, a właściwie ich jądra po odrzuceniu atmosfery, która utworzyła mgławicę planetarną. Podkarły to stare gwiazdy ciągu głównego o niskiej metaliczności. Na diagramie H-R układają się poniżej zwykłych gwiazd ciągu głównego (zwanych karłami) stąd ich nazwa podkarły. Jako, że to gwiazdy stare to mają małe masy i są czerwone. Podkarły nie mogą być białe ale muszą być czerwone

 

w Galaktyce mamy miliardy białych karłów, które wraz z upływem czasu tracą ciepło i stają się chłodniejsze i ciemniejsze. Liczący sobie 10 tys. lat biały karzeł jest raczej młody. Te starsze liczą sobie miliardy lat, a po ich mgławicach planetarnych już dano nie pozostał nawet ślad. Teraz są częścią innych gwiazd lub mgławic. Same gwiazdy nie są już białe ale ze względów historycznych nadal są nazywane białymi karłami. Czerwone czy brązowe karły to zupełnie inna klasa gwiazd. Nasze Słońce często jest nazywane żółtym karłem

 

pozdrawiam

[Herbert West]

@ZbyT

Podkarzeł istnieje:

 

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Subdwarf

 

Tylko nie biały. Poprawię, dzięki.

Edytowane 11 Stycznia 2023 przez Herbert West

[ZbyT]

2 minuty temu, Herbert West napisał(a):

@ZbyT

Podkarzeł istnieje:

 

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Subdwarf

 

Tylko nie biały. Poprawię, dzięki.

 

wiem, nawet wyjaśniłem czym jest podkarzeł

tu po polskiemu https://pl.wikipedia.org/wiki/Podkarzeł

 

pozdrawiam

[Marvaz]

Super praca

 

[MaPa]

Świetne i pięknie podane. Chylę czoła i podziwiam cierpliwość.

Edytowane 11 Stycznia 2023 przez MaPa

[Gość na chwilę]

2 godziny temu, Tuvoc napisał(a):

Maćku a Ty przypadkiem nie masz tego obiektu w kolekcji też?

Tak, mam.

 

Edytowane 11 Stycznia 2023 przez Gość na chwilę

[Behlur_Olderys]

3 godziny temu, ZbyT napisał(a):

Podkarły to stare gwiazdy ciągu głównego o niskiej metaliczności. Na diagramie H-R układają się poniżej zwykłych gwiazd ciągu głównego (zwanych karłami) stąd ich nazwa podkarły. Jako, że to gwiazdy stare to mają małe masy i są czerwone. Podkarły nie mogą być białe ale muszą być czerwone

 

Chyba że mówimy o gorących podkarłach, które mają typ widmowy O lub B (a o takich mówi @Herbert West).

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Subdwarf#Hot_subdwarfs

 

Nie słyszałem, żeby gwiazdy O lub B miały kolor czerwony. Powiedziałbym, że raczej taki.... hm... białawy? może nawet niebieskawy? 

 

Polecam cierpliwość w czytaniu Wikipedii, i zdecydowanie odradzam polską wersję na rzecz angielskiej.

[MichalKaczan]

Dzięki, świetna lektura! Czytając, przypomniał mi się (z łezką w oku) cykl Obiekt Tygodnia na FA. 

W każdym razie HFG1 zdaje się być w zasięgu wizualowców (z filtrem OIII i 20", może mniej?) co na pewno spróbuję potwierdzić. 

[Herbert West]

1 minute ago, MichalKaczan said:

Dzięki, świetna lektura! Czytając, przypomniał mi się (z łezką w oku) cykl Obiekt Tygodnia na FA. 

W każdym razie HFG1 zdaje się być w zasięgu wizualowców (z filtrem OIII i 20", może mniej?) co na pewno spróbuję potwierdzić. 

 

Nie mam doświadczenia w takich obserwacjach wizualnych, ale śmiem wątpić... Jeżeli zobaczysz cokolwiek, choćby najbardziej ulotne pojaśnienie, to będzie to osiągnięcie.

[MichalKaczan]

Na nic innego nie liczę , aczkolwiek dotarłem do jednej obserwacji, która daje nadzieję na sukces:

źródło: Large Planetaries (reinervogel.net)

ps. poprawiłem załącznik

Edytowane 11 Stycznia 2023 przez MichalKaczan

[Herbert West]

@MichalKaczan Wow! Nie przypuszczałbym. Trzymam kciuki, napisz koniecznie, jeżeli Ci się uda. Znajdziesz ją teraz wysoko na niebie krótko po zmierzchu.

[ZbyT]

4 minuty temu, Behlur_Olderys napisał(a):

 

Chyba że mówimy o gorących podkarłach, które mają typ widmowy O lub B (a o takich karłach mówi @Herbert West).

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Subdwarf#Hot_subdwarfs

 

Nie słyszałem, żeby gwiazdy O lub B miały kolor czerwony. Powiedziałbym, że raczej taki.... hm... białawy? może nawet niebieskawy? 

 

Polecam cierpliwość w czytaniu Wikipedii, i zdecydowanie odradzam polską wersję na rzecz angielskiej.

 

wiedziałem, że ten konkretny yntelygent będzie koniecznie chciał poprawiać moje wypowiedzi ... jak zwykle. To chyba jakiś kompleks ... ale to już sprawa dla psychiatrów. W każdym razie mogłem się założyć i sporo wygrać

 

w języku angielskim czasem stosują inne nazewnictwo niż w polskim ale tym razem to co po polsku nazywa się karzeł to po angielsku też dwarf (karzeł). Jednak już co w angielskim określają jako subwarf to niekoniecznie dokładnie to samo co w polskim podkarzeł. W języku polskim podkarzeł to gwiazda ciągu głównego o niskiej metaliczności ... w innym języku mogą tak nazywać nawet deskę do prasowania ale co to ma wspólnego z polską nazwą? Tłumaczenie, że skoro w angielskim coś ma jakąś nazwę to w polskim musi być dosłownie przetłumaczone jest kuriozalne

 

niestety różnej maści mistrzowie googla nagminnie stosują kalki językowe ... i jeszcze będą się o to spierać. Tu mamy doskonały przykład

kiedyś w podobnej sytuacji inni trolle próbowali mi udowadniać, że montaż ramowy nie może się nazywać po polsku ramowy bo po angielsku nazywa się jarzmowy

 

pewnie dlatego niektórzy zamiast myśleć nieszablonowo wchodzą, a potem wyłażą z pudełka

 

ręce opadają ... dokąd zmierzamy?

 

inna sprawa to spory bałagan w astronomicznym nazewnictwie, który wynika z zaszłości historycznych. Białe karły wcale nie muszą być białe bo gdy ostygną mogą być czerwone ale nazwa czerwone karły jest już zarezerwowana dla innych obiektów. Dlatego w polskiej literaturze mówimy o chłodnych/zimnych białych karłach lub trochę dziwacznie czerwonych białych karłach. W tym przypadku nie ma jeszcze powszechnie przyjętej polskiej nazwy. W każdym razie nie są to podkarły bo to zupełnie inne obiekty, a sama nazwa podkarły funkcjonuje już kilkadziesiąt lat. Nazywanie chłodnych białych karłów podkarłami jest nie tylko nieprawidłowe ale wprowadza jeszcze większe zamieszanie. Anglicy mogą sobie nazywać je jak chcą np. "stół z powyłamywanymi nogami" ale to nie oznacza, że mamy ich ślepo naśladować. Niektórzy z nas maja coś pod deklem i potrafią tego używać

 

pozdrawiam zdrowych na ciele i umyśle

[Paether]

Ten wątek (nawet bez zdjęć) to złoto 

 

[Adam_Jesion]

Prawda, złoto. Dzięki. ❤️

[apolkowski]

Zapytałem ChatGPT co wie o HFG1. Chciałem przekonac się, czy zebranie informacji do opracowania podobnego w formie i treści do tego, które przygotował Michał @Herbert West jest łatwiejsze dzięki AI. Efekt (beznadziejny) poniżej.

Tym większe gratulacje dla Michała za wyczerpujące informacje.

 

---

 

Tell me about Heckathorn-Fessen-Gull 1, its origin and future

 

 

I couldn't find any information on a specific entity called "Heckathorn-Fessen-Gull 1". Can you please provide more context or clarify what you are asking about?

 

HFG 1 planetary nebula

 

 

I'm sorry for any confusion, there does not appear to be any scientific literature or astronomical data available on an object called "HFG 1 planetary nebula" that I am aware of. Can you please provide more information about this object? Or it could be a naming conventions used by a person/group not yet known in the scientific community. Please let me know if there's anything else i can help you with.

 

PK 136+05

 

 

PK 136+05 is also known as the planetary nebula HFG1 (Haro, Fernández-García, and Liller 1). It was discovered by Georges Haro, Alberto Fernández-García, and W. Liller in 1956 using the Schmidt telescope at the El Leoncito Observatory in Argentina. It is located in the constellation Vulpecula. This planetary nebula has a relatively low surface brightness and a very small angular size, making it one of the more challenging planetary nebulae to observe.

Planetary nebulae are the final evolutionary stage of low to intermediate mass stars like the sun. The star blows off its outer layers in a strong wind, creating a cloud of gas and dust around it. The gas is heated by the hot stellar core and emits light, creating the bright, colorful appearance of the planetary nebula. The future of PK 136+05 is to continue to expand and eventually the gas will become too thin to emit significant light, and the planetary nebula will fade away.

 

Edytowane 11 Stycznia 2023 przez apolkowski

[Herbert West]

2 hours ago, Adam_Jesion said:

Prawda, złoto. Dzięki. ❤️

Dzięki. Niedobór fotonów nadrabiam nadmiarem liter; -)

[Herbert West]

1 hour ago, apolkowski said:

PK 136+05 is also known as the planetary nebula HFG1 (Haro, Fernández-García, and Liller 1). It was discovered by Georges Haro, Alberto Fernández-García, and W. Liller in 1956 using the Schmidt telescope at the El Leoncito Observatory in Argentina.

AI trochę "improwizuje" :-)

Edytowane 11 Stycznia 2023 przez Herbert West