Небула «Глаза Божьего»: история и фотосъемка туманности Хеликс

В очередной раз, после длительного перерыва, я попытался запечатлеть одну из самых известных туманностей на нашем небе — туманность Хеликс, расположенную в созвездии Водолея. Фотографировать этот объект с наших широт довольно сложно: он не поднимается высоко над горизонтом, что приводит к значительному атмосферному поглощению и ночной светимости, известной как airglow, которая особенно выражена вблизи горизонта и усиливается повсеместным световым загрязнением. Если наблюдать из мест, где не совсем темно, как это происходит у меня, получая результаты в условиях пригородного неба, airglow значительно увеличивает шумы и затрудняет обработку изображений, полученных в длительных ночных сессиях. Тем не менее, получение хоть какого-то приемлемого изображения туманности Хеликс — это, пожалуй, одно из самых удовлетворительных достижений для любителя астрономии и фотографии, учитывая сложность, которую этот объект представляет каждый раз.

Туманность Хеликс, фото Массимо Диониси

Это изображение было сделано 6 сентября 2021 года и является результатом последовательности из двенадцати фотографий, снятых с помощью 250-миллиметрового рефлектора Skywatcher с фокусным расстоянием 1250 мм (отношение f/5). Камера, использованная для съемки, — это CCD QHY8L, охлажденная до -15°C, установленная на экваториальной монтировке EQ6 Pro от Skywatcher. Для длительных экспозиций была использована дополнительная система наведения с 60-миллиметровым рефрактором и камерой CMOS ZWO ASI 120MC, что позволило автоматизировать процесс наведения с помощью программы PHD2. Каждая из двенадцати экспозиций составила пять минут. В следующих изображениях я «заморозил» два момента, как выглядела туманность через программное обеспечение APT и что отображалось на экране приложения PHD2.

Одна из пятиминутных экспозиций туманности Хеликс, зарегистрированная с APT, изображение еще не обработано

Слабая звезда наведения, использованная для компенсации ошибок полярной установки монтировки EQ6Pro: даже при хорошем выравнивании по полю необходимо управлять, лучше всего автоматически с помощью программного обеспечения, как PHD2. Звезда видна как слабая точка света на пересечении двух зеленых линий.

Также был использован фильтр UHC от Astronomik для снижения влияния светового загрязнения. Однако итоговое изображение оказалось с большим количеством шумов, вызванных именно световым загрязнением, и мне пришлось обратиться за помощью к эксперту по фоторетуши Симоне Диониси (https://www.artstation.com/simonedionisi), который значительно улучшил изображение, используя графическое программное обеспечение GIMP.

Теперь, когда мы обсудили технические аспекты создания и обработки фотографии, необходимо уделить внимание самой туманности с исторической и физической точки зрения.

Представьте себе, как в далеком прошлом, более десяти тысяч лет назад, наши предки расселялись по Европе, освобождающейся от ледникового периода. Это были народы кочевников, которые осваивали огонь и первобытные инструменты, одновременно начиная собирать травы и коренья, а также развивая первые элементы рыболовства. Они закладывали основы для первых стационарных поселений, постепенно отказываясь от кочевого образа жизни, что предшествовало изобретению сельского хозяйства — ключевому моменту в истории человечества. Возможно, именно женщины играли главную роль в этом историческом переходе, пока мужчины занимались охотой, перемещаясь по окрестностям.

Воссоздание возможного вида ночного неба около 10 000 лет назад, в период палеолита. Чуть выше звезды Фомальгаут в созвездии Южной Рыбы зажглась ярчайшая звезда.

Мы можем лишь догадываться, как выглядело небо в ту эпоху, когда, вероятно, некоторые члены этих племен начали искать на небе знаки и конфигурации, которые могли бы помочь в повседневной жизни или предсказывать будущее. Возможно, именно женщины стали первыми наблюдателями неба, первыми жрицами будущих культов, которые в одну из темных ночей палеолита увидели вспышку звезды в том месте, которое позже было связано с созвездием Водолея.

Эта великая светимость на небе была звездой, которая умирала. Когда вся водородная масса в ее ядре была преобразована в гелий, звезда стала нестабильной. Внутренние слои начали сжиматься, что привело к повышению температуры и началу термоядерных реакций, превращающих гелий в более тяжелые элементы, такие как углерод. Внешние слои звезды расширились, и она превратилась в красного гиганта, поглотив все окружающие ее планеты.

Процесс образования углерода внутри звезды на поздних стадиях ее эволюции.

Внутри звезды образовывалось две источники энергии: в ядре, где гелий превращался в углерод, и в окружающих слоях, где оставшийся водород продолжал превращаться в гелий. Однако звезда не могла поддерживать дальнейшие термоядерные реакции, и внутренние нестабильности привели к неустойчивым пульсациям. В момент, когда термоядерные реакции в ядре прекратились, материя сжалась, создавая суперкомпактный объект, который в дальнейшем станет белым карликом.

Внутренняя структура красного гиганта на последних стадиях эволюции звезды.

В то же время внешние слои звезды подверглись мощному выбросу, и ее атмосфера была выброшена в межзвездное пространство с огромной скоростью. Этот материал разлетелся от звезды, и в течение тысяч лет образовалась туманность, известная как «планетарная туманность», потому что первые наблюдатели воспринимали такие объекты как небольшие планетарные диски. На самом деле, она имеет размеры 2,5 световых года и находится на расстоянии 650 световых лет от Земли. Туманность имеет форму сфероида, но мы воспринимаем ее как слегка сплюснутый круглый кольцо, размеры которого примерно вдвое меньше полной Луны. Несмотря на свои относительно большие размеры, ее светимость невысока, что делает фотосъемку еще более сложной задачей. В условиях темного неба туманность можно увидеть даже с помощью простых биноклей.