(In English below)
Esta
foto me ha llevado muchas noches de intentos y sesiones más o menos
productivas, debido sobre todo al (mal) tiempo. Empecé en Septiembre, y a
finales de Noviembre todavía me quedaba alguna hora por acumular, y el Cisne ya
estaba volando hacia el Oeste, más pronto cada noche… Hasta que el 2 de
Diciembre lo pude dar por terminado, justo a tiempo.
Equipo:
Astro-Physics 130GT, QSI683, ASA DDM60pro, filtros banda estrecha 5nm.
Tomas:
H-alfa: 48 tomas de 600s; O-III: 48 tomas de 600s; S-II: 32 tomas de 600s.
Total 21 horas y 20 minutos.
Software.
Maxim DL para adquisición y Pixinsight para procesado. En la versión que sigue he recortado la parte de
debajo de la foto porque no tenía mucha señal y quedaba excesivamente oscura,
lo que daba un encuadre que no me gustaba. El procesado del color está hecho
con una paleta SHO modificada.
(Foto actualizada el 24Marzo2017) La
nebulosa de emisión más relevante de la foto es la 2-101 del catálogo de
Sharpless, popularmente conocida como "el tulipán" por su aspecto en fotos en RGB, no tanto así en banda estrecha. Esta nebulosa está rodeada de más
hidrógeno por todas partes, y de hecho forma parte de un enorme continuo de
nebulosas que se extienden por buena parte de la constelación del Cisne
(recordemos que está en el plano galáctico) y llega por ejemplo a Sadr y su
cercana nebulosa de "la mariposa" e incluso a la "Norteamérica".
Esto se ve por ejemplo en este impresionante mosaico de JP Metsaväinio:
La
nebulosa en sí es interesante, con mucha señal en H-alfa, bastante en S-II y no
tanto en O-III. Pero precisamente en esta última, hay una débil señal a
destacar. Tiene forma de arco y de hecho se llama "arco de choque".
Lo interesante es que está creado por un sistema binario formado por una
estrella joven y energética (tipo O) y un agujero negro, situados a unos 6000
años luz de la Tierra. La estrella es HD 226868 magnitud V de 8.9 y
perfectamente visible en la foto. El arco y la estrella están marcados en la
versión anotada, adjunta.
El agujero negro "roba" materia de la
estrella, y esa materia cae en órbita alrededor del agujero negro, sobre el
disco de acreción. Véase por ejemplo:
Este
disco de acreción es materia que gira a gran velocidad y temperatura, por lo
que está en gran parte ionizada (con carga eléctrica). Esto produce enormes
campos magnéticos que aceleran parte de esa materia en dos chorros (no
observables en visible) que salen perpendiculares al disco de acreción, a
velocidades cercanas a la de la luz, y por ello se le denomina
"relativistic jet" o chorro relativista. A velocidades cercanas a la
de la luz hay que usar física relativista para explicar las cosas, no vale con
la "normal de andar por el sistema solar". El chorro choca con el
medio interestelar y produce un arco de choque que alcanza enormes temperaturas
y por tanto emite en rayos X. De hecho, este sistema binario se denomina X-1
porque fue el primer emisor de rayos X que se detectó en el cielo. Fue en los
años 1960, en un equipo montado en un globo, y finalmente se convirtió en el
primer agujero negro confirmado experimentalmente. Es normalmente el objeto más
brillante del cielo en rayos X. La potencia del chorro que crea ese arco, tan
débil en la foto, se estima en unas 20000 (veinte mil) veces la del Sol.
Impresiona un poco que en una foto hecha desde casa se pueda observar la
evidencia directa de un agujero negro… ¿Por cierto, pregunta para pensar… ¿por
qué no se ve el otro arco de choque, al lado opuesto de X-1, si el jet
relativista es simétrico?
Otro
tema diferente es otro posible arco de choque que también sale en la foto. En
este caso, es un corto arco azul situado justo en el centro del
"tulipán", y marcado en la foro anotada. Aquí no hay agujeros negros.
Se trata de la onda de choque que produce una estrella energética como HD
227018 al moverse rápidamente en un medio interestelar denso. Es como la onda
de sonido que produce un avión supersónico. La estrella tiene una alta
velocidad relativa al medio (runaway star, o estrella en fuga, más o menos) y
produce esa acumulación de masa delante de ella, que se calienta y emite en un
amplio rango del espectro, incluido el visible. He encontrado una mención a
esta estrella en un artículo de 1997: Noriega-Crespo A., Van Buren D., Dgani R.,
Astrophysical Journal, Vol 113, n2, 1997.
Es agradable encontrar estos detalles sorprendentes en una foto, hace que sea más que simplemente una foto bonita... ¡digo yo!
ENGLISH VERSION
I have
invested many nights of both failed (weather related, mainly) and successful
sessions in this astrophoto. I started in September and I have been collecting
photons till the end of November, when Cygnus was already flying low in the West,
and finally Dec 2nd I considered it finished.
Equipment:
Astro-Physics GT130 refractor, camera QSI 683, mount ASA DDM60pro, narrow band
filters 5nm.
Exposure:
H-alpha 48 subframes of 600s each; OIII 48 subframes, 600s; SII 32 subframes,
600s. Total of 21 hours and 20 minutes.
Software:
Maxim DL for adquisition and Pixinsight for procesing. Color has been achieved
with a modified SHO ("Hubble") palette.
The
most relevant emission nebula in the photo is Sharpless 2-101, often known as
the Tulip Nebula, due to a certain resemblance with such a flower in RGB
versions. This nebula is surrounded by much more hydrogen all around, and in
fact it is part of an enormous continuum of nebulae that extends throughout the
whole constelllation of Cygnus and even beyond to Cepheus and Cassiopeia. This can
be seen for example in this awesome mosaic by JP Metsaväinio:
The
nebula in itself is interesting, with a lot of signal in H-alpha, good signal
in SII and little in OIII. But precisely in the latter and to some extent also
in H-alpha, there is a weak feature to highlight. It has the shape of a bow,
and in fact it is called "shock bow". The interesting part is that it
is created by a binary system formed by a young and energetic star (type O) and
a black hole, located at about 6000 light years from Earth. The star is
HD226868, with V magnitude of 8.9 and is very clear in the photo. The bow and
the star are marked in the annotated version, also attached above. The black
hole "steals" matter from the star, and this star falls in orbit
around the black hole forming an accretion disk. See for example:
This
accretion disk is formed by matter that moves at high speed and temperature,
and is therefore ionized (with electric charge). This produces enormous
magnetic fields that accelerate part of that matter into two huge jets (not
observable in visible wavelengths) that project perpendicular to the plane of
the disk, moving at speeds that are a significant fraction of the speed of
light. That is why is is called a "relativistic jet", because at
those speds you need to use relativistic physics to model and understand it. The
jet of course impacts on the interstellar medium with unbelievable energy,
forming a shock bow that reaches enormous temperatures, enough to profusely emit radiation in X-ray wavelength. In fact, this system is called X-1 because
it was the first X ray emitter detected in the deep sky. This was in 1962, using
a device riding a balloon, and eventually it became the first black hole
experimentally confirmed. The power of the jet in X-1 is estimated in 20000 times the
power of the Sun. It is quite impressive that from a humble observatory from my
home, a direct evidence for the existance of a black hole (the shock bow, not
the X-rays, of course!) can be detected. By the way, question for discussion…
if the relativistic jet is symmetric, why don't we see another shock bow at the
other side of the star?
A
different subject is another possible shock bow in the photo. In this case, it
is a short blue arc just in the center of the "tulip", and also
marked in the annotated photo. There are no black holes involved, here. This is
a shock bow produced by the fast movement of a star in relation to its
relatively dense interstellar medium. In this case it is star HD 227018, it is
a "runaway star" and produces that density increment in the direction
of its movement, like a boat moving fast in the water. This accumulation of
matter heats up (although not as much as the one cause by X-1) and emits in a
wide spectral range, including visible light. I have found a reference to this
star in a paper from 1997: Noriega-Crespo A., Van Buren D., Dgani R.,
Astrophysical Journal, Vol 113, n2, 1997.
It is
good to find these amazing features in a photo, to make it become more than
just a pretty picture!
