Trei iepuri (astronomici) dintr-un foc, by Daniel Bertesteanu

Dr. Mirel Birlan se intoarce !
14 octombrie 2019
Spectroscopie de mică rezoluție la 6 clase de stele by Daniel Bertesteanu
4 noiembrie 2019

Trei iepuri (astronomici) dintr-un foc, by Daniel Bertesteanu

Iata ca Astrocolegul Daniel Bertesteanu recidiveaza cu un articol referitor la trei obiecte in acelasi camp observational.

Inclusiv o EXOPLANETA !

Iata mai jos detalii:

Constelația Vulpea urcă mult pe cer în această perioadă (septembrie-octombrie) și trece la meridian încă de la lăsarea întunericului putând fi observată pe cer după pozița ei centrală în mijlocul unui triunghi format din cele mai cunoscute stele ale cerului de vară: Deneb, Vega și Altair. Deși această constelație este mică și adesea trecută cu vederea la starpartyuri deoarece nu sare în ochi ca vecinele sale, aici se află cel puțin 3 obiecte care salvează notorietatea acestei constelații și care sunt principalele atracții pentru observatori: Messier 27-Nebuloasa Halteră, steaua HD 189733 și Collinder 399- Clusterul lui Brocchi.

Messier 27- Nebuloasa Halteră este prima nebuloasă planetară descoperită1 și printre cele mai accesibile nebuloase planetare din catalogul Messier observate sau fotografiate de amatori. Datorită mărimii și strălucirii ei este vizibilă pe un cer întunecat chiar și prin telescoape mici sau chiar binocluri. Imaginea următoare este rezultatul unei sesiuni observaționale de 4 ore desfășurate în zilele de 20, 26 și 27 august 2019 cu ajutorul unui telescop newtonian de 130mm diametru și o cameră monocromă QHY 163 la care am atașat filtre LRGB.

Campul cu nebuloasa M27 și pozitia adnotata a stelei HD 189733

Numele de “planetară” atribuit acestui tip de nebuloase nu are nici o legătură cu planetele ci este consecința aspectului lor așa cum a fost perceput prin telescoapele primilor astronomi care le-au observat, descris și perpetuat în cataloagele lor. În 17 martie 1785 William Herschel îi scria aceste rânduri astronomului francez Jerome de Lalande:

Acestea [nebuloasele planetare] sunt corpuri cerești despre care deocamdată nu știm nimic și care se prea poate să fie diferite de obiectele cu care suntem noi obișnuiți. Am găsit deja patru astfel de obiecte toate având un diametru aparent cuprins între 15 și 30 secunde de arc. Corpurile acestea par să aibă un disc bine definit și au o formă rotundă sau ovală iar suprafața este uniform strălucitoare astfel încât seamană aparent cu cea a planetelor doar că au strălucirea unei stele de magnitudinea 9”.

Natura acestor obiecte a rămas necunoscută, termenul de “nebuloase” fiind unul generic pentru orice obiect care la vizual prin telescop avea un aspect difuz. Herschel a fost cel mai prolific observator al acelor vremuri descoperind peste 2000 de “nebuloase” noi. Despre cele rotunde și uniform strălucitoare se credea că sunt stele înconjurate de material gazos care se va condesa și va forma planete- de unde și termenul nepotrivit de nebuloase planetare perpetuat până astăzi. Abia în anul 1864 se va aduce lumină în această chestiune când William Huggins observă nebuloasa NGC 6543 “Cat’s Eye” printr-un sistem de prisme care generau un spectru de emisie fundamental diferit fața cel continuu generat de planete.

Despre nebuloasele planetare știm astăzi că reprezintă ultima etapă din existența stelelor de dimensiuni mici și mijlocii și că această fază are o durată foarte scurtă- zeci de mii/sute de mii de ani- comparativ cu timpul petecut de stele în secvența principală (miliarde de ani). La sfârșitul existenței lor stelele cu pricina devin gigante roșii după care își vor pierde o bună parte din învelișurile gazoase constituente. Acestea se vor împrăștia radial în spațiu lăsând în urmă doar un nucleu dens și deosebit de fierbinte -o stea pitică albă- care emite puternic radiații X și UV ce vor ioniza atomii din gazul ejectat anterior. Se formează astfel o bulă mai mult sau mai puțin sferică ce în fotografii apare intens colorată- nebuloasa planetară. Aceste obiecte joacă un rol foarte important în galaxie deoarece ejectează în mediul interstelar oxigen, carbon și azot care vor intra în alcătuirea următoarelor generații de stele (cu metalicitate mai mare) și sisteme planetare.

Steaua care a generat formarea nebuloasei Messier 27- Halteră se află la o distanță de aproximativ 1300 de ani lumină, are o temperatură de aproximativ 85000°K și o puteți identifica în imaginea realizată de noi după poziția centrală pe care o ocupă în nebuloasă și după cele două jeturi gazoase diametral opuse care pornesc de la ea în direcția orelor 10-16. De la un capât la altul această nebuloasă măsoară 6 ani lumină și se extinde cu aproximativ 2.3 arcsecunde/secol.1

Steaua HD 189733 este o pitică roșie cu magnitudinea aparentă de +7.7 care se află la distanța de 63 de ani lumină față de Soare fiind puțin mai rece (4900°K) și mai mică (0.78 R) decât acesta.2 În jurul acestei stele orbitează o exoplanetă de tip “Hot Jupiter” care datorită dimensiunilor sale poate fi observată ușor prin metoda tranzitului deoarece generează una din cele mai mari amplitudini dintre exoplanetele cunoscute (0.03 mag) fiind din acest motiv foarte populară în rândul observatorilor de exoplanete. În plus, steaua gazdă se află în același câmp și la numai 1 arcminut distanță de Messier 27, motiv pentru care astrofotografii care observă această nebuloasă trebuie să aibe în câmp și această stea fără să știe de potențialul ei.

În caz că ați avut sesiuni foto lungi la Messier 27 ar fi cazul să verificați fotometric câmpul respectiv și dacă aștrii sau aliniat la momentul observației poate veți detecta nu doar tranzitul exoplanetei HD 189733b dar și faza de eclipsă a stelei variabile HS Vulpeculae aflată și ea în aceeiași zonă.

Raportul observației noastre către Exoplanet Transit Database se află aici:

http://var2.astro.cz/tresca/transit-detail.php?id=1571209146&lang=en

Exoplaneta HD 189733b este ceva mai mare decât Jupiter și orbitează steaua gazdă în 2,21 zile la o viteză medie de 341.000 km/oră și la 4.6 milioane de kilometri distanță de aceasta;2 spre comparație Mercur orbitează la 59 milioane de kilometri distanță de Soare. Fiind cea mai apropiată exoplanetă de tip “Hot Jupiter” de Pământ, HD 189733b a fost de-a lungul timpului obiectul a numeroase observații și studii care au adus mai multă lumină în înțelegerea acestui sistem planetar exotic. Ea a fost prima exoplanetă la care a fost realizată o hartă termică a atmosferei și la care s-a determinat culoarea precum și prima exoplanetă la care s-a detectat prezența dioxidului de carbon, a sodiului și a hidrogenului în atmosferă.

Știm astăzi despre ea că are o culoare albastră și că din cauza apropierii de steaua gazdă se rotește mereu cu aceeiași față către aceasta pierzând încet-încet din atmosferă.3 Diferențele de temperatură dintre emisfera iluminată (930°C) și cea întunecată (630°C) sunt destul de mici ceea ce sprijină existența în zona de tranziție a unor curenți puternici cu viteze de ~8000 km/oră care să uniformizeze energia incidentă primită de la steaua gazdă.4 În zona ecuatorială a exoplanetei au fost detectați curenți de tip “jet streams” care generează o bandă de superrotație a atmosferei asemănătoare cu cea a planetei Jupiter.5

O animație cu acest sistem planetar puteți vedea în clipurile următoare:

https://www.youtube.com/watch?v=UzKG-WVNabE

https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/6876/hd-189733-b/

Sesiunea pentru observarea tranzitului acestei exoplanete s-a desfășurat în noaptea de 18 spre 19 august 2019 cu același setup de mai sus. La o extragere fotometrică a tuturor surselor din câmp am identificat aici și prezența stelei variabile HS Vulpeculae la care în noaptea de 26 august 2019 am făcut un follow-up de 4 ore, reușind să surprindem faza ei de eclipsă.

Curba de lumina a stelei HS Vulpeculae

HS Vulpeculae este o stea ce face parte din clasa variabilelor de tip W Ursae Majoris și care sunt reprezentate prin sisteme stelare binare cu eclipsă în care cele 2 componente împart aceeiași anvelopă, se rotesc în jurul unui centru comun de masă și vin în contact una cu cealaltă făcând transfer de material. Perioada de rotație la aceste stele este scurtă fiind cuprinsă între 4 și 24 de ore.

Collinder 399- Clusterul lui Brocchi este un grup stele ce poate fi reperat cu ochiul liber aproape de limita vizibilității ca o pată difuză aflată chiar pe linia care unește stelele Vega și Altair la o distanță de o treime de ultima. Abia prin binoclu sau telescoape cu focale mici acest cluster ni se arată în toată splendoarea deoarece cele 10 stele componente au culori diferite (bleu și oranj) și sunt aranjate pe o distanță de 1.3 grade în așa fel încât conturează forma unui umeraș de haine motiv pentru care în lumea anglo-americană Cr 399 mai este cunoscut și sub denumirea “Coathanger”. Acest grup nu formează un cluster veritabil, alinierea și gruparea stelelor fiind doar un efect al perpectivei noastre optice asupra lor fără ca între ele să existe vreo legătură. Distanța până la fiecare din cele 10 stele componente este cuprinsă între 230 și 2200 de ani lumină.

Collinder 399- Coathanger

Imaginea realizată de noi surprinde Cr 399 în paletă monocromă în care se poate observa cu ușurință forma de umeraș pe care o conturează cele 10 stele componente ale lui. Captura a fost realizată în zorii zilei de 10 aprilie 2018 și este formată din 4 cadre a câte 60 de secunde trase cu același setup cu care am observat tranzitul exoplanetei.

Referințe:

1Conform cu pag 137 din Atlas of the Messier Objects- Highlights of the Deep Sky, autor Ronald Stoyan, editura

Cambridge University Press, 2008.

2Conform cu parametrii orbitali listați de site-ul http://exoplanet.eu/catalog/hd_189733_b/

3“Evaporation of the planet HD189733b observed in HI Lyman-α”, autori A. Lecavelier des Etangs, D. Ehrenreich, A. Vidal-Madjar, 2010. Articolul se poate găsi aici: https://ore.exeter.ac.uk/repository/bitstream/handle/10871/16083/Lecavelier.2010.A&A.HD189733.ACS.Escaping.Atmo.pdf;jsessionid=C2B3669E5DCDBF0C5ED53B4659C577F8?sequence=2

4Conform cu http://www.spitzer.caltech.edu/images/1796-ssc2007-09a-First-Map-of-an-Alien-World

5”Rotation and winds of exoplanet HD 189733 b measured with high-dispersion transmission spectroscopy”, autori M. Brogi, R. J. de Kok și S. Albrecht, 2015. Articolul se poate găsi aici: https://arxiv.org/pdf/1512.05175.pdf

Text, foto si grafice: Daniel Bertesteanu

Faci un comentariu sau dai un răspuns?

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *