Кто из любителей астрономии не видел фотографий планетарной туманности М57 «Кольцо» в созвездии Лиры?
Конечно, многие их видели – от первых мутных чёрно-белых
до современных высококачественных цветных,
полученных космическими телескопами «Хаббл» и «Уэбб». Интересно, почему у них у обоих есть «бб», а «л» только у одного? Может это знак, что оба телескопа находятся в космосе, один в видимом, а другой в инфракрасном диапазоне?
Но как пронаблюдать эту туманность самим, своими глазами?
Планетарную туманность М57 открыл в 1779 году французский астроном Шарль Мессье и внёс её под номером 57 в свой каталог.
Планетарная туманность М57 находится в созвездии Лиры между её звёздами γ и β и отмечена на многих звёздных картах: качественных и не очень, примитивных и весьма подробных в красивых солидных звёздных атласах.
Но найти её с помощью этих карт далеко непросто.
Планетарная туманность М57 имеет следующие визуальные характеристики: общий блеск 9,3m, угловые размеры 80" х 60". Что означают эти числа?
Начнём с пояснения общего блеска.
Простым глазом видны небесные объекты, если их общий блеск до 6m. Значит, М57 простым глазом не видна. Да это и так понятно, поскольку никто простым глазом М57 не видел, а Мессье нашёл её лишь в телескоп.
А какой нужен телескоп, чтобы увидеть 9,3m?
Расчёты показывают, что диаметр объектива такого телескопа должен быть не менее 30 мм. То есть какой-никакой, а хотя бы полевой бинокль необходим. Или небольшая подзорная труба. Но что такое 30 мм? 9,3m будет видна на пределе видимости. Это несерьёзно. Практика показывает, нужно иметь запас хотя бы в пару звёздных величин. А это уже 80-миллиметровый объектив. Почему? Прибавка в предельной звёздной величине идёт медленно, по логарифму. А логарифм, как известно: «Курица – не птица, логарифм – не бесконечность» (Л.Д. Ландау). В то же время диаметр объектива должен расти быстрее.
Но чтобы видеть М57 достаточно уверенно, необходим как минимум 100-миллиметровый объектив. Что ж, остановимся на 80-100-миллиметровом объективе. Это уже настоящий телескоп. Небольшой, любительский, но телескоп, а не детская игрушка.
Что делать? Хочется увидеть М57, значит, биноклем не отделаться, нужен ни мало, ни много – 100-миллиметровый телескоп.
Ну вот мы раздобыли 100-миллиметровый телескоп. Если он с самонаведением – проблем нет: М57 он найдёт. Но в любом случае: какое ставить увеличение? Что ожидается увидеть? Что-то вроде снимка Хаббла? Конечно, нет. Что-то вроде хрестоматийной чёрно-белой фотографии М57? Тоже нет. Так что же?
Обратим теперь внимание на угловые размеры М57: 80" х 60". Что они означают?
Вспомним про Юпитер. Юпитер хорошая планета – самая доступная для наблюдения любителями астрономии, обладающих даже скромными средствами, и потому скорее всего уже наблюдавшаяся вами. Средний угловой размер Юпитера 40 угловых секунд: 40". Значит, М57 крупнее Юпитера в 1,5-2 раза! Если диск Юпитера становится виден при 8-кратном увеличении (а при близком расположении к Земле даже при 6-кратном!), то значит, М57 при таком увеличении будет различима тоже как диск, овальный диск. Увы, это не так. Да и наш телескоп вряд ли будет настроен на 8-кратное увеличение.
Юпитер – настоящая планета с высокой поверхностной яркостью 50000 Кэт (как у Луны в фазе первой четверти) и достаточно резко очерченными краями. М57 – только называется планетарной, за сходство своей формы с дисками планет. Поверхностная яркость М57 составляет несравнимо с Юпитером малую величину: около 0,7 Кэт, и не может рассматриваться прямым зрением, как Юпитер, а лишь боковым зрением. Края М57 не такие чёткие. Потому для различения диска М57 потребуется гораздо большее увеличение. К тому же ведь хочется убедиться, что М57 – это кольцо, а не сплошной диск.
Так вот оказывается, что чтобы хорошо увидеть М57 во всех деталях именно в виде овального кольца, а не сплошного диска, необходимо увеличение 90-100 раз.
Казалось бы, такое увеличение может предоставить и меньший телескоп, например, с объективом 60 мм. Однако яркость М57 в нём будет значительно снижена и рассмотреть что-либо будет трудно. Она и в 100-миллиметровый телескоп при 100-кратном увеличении будет невелика. М57 будет выглядеть серым дымом. Но всё-таки будет видна уверенно.
Центральная звезда туманности М57, которую мы постоянной видим на фотографиях, в 100-миллиметровый телескоп не будет видна. Странно. Ведь М57 светится благодаря центральной звезде. Дело даже не в том, что центральная звезда излучает в основном в ультрафиолете, который мы не можем видеть глазами. Что-то она излучает и в видимом свете. Дело в том, что блеск центральной звезды 14,7m и 100-миллиметровый телескоп её просто не берёт. А вот в 400-миллиметровый телескоп центральная звезда будет видна.
В 400-миллиметровый телескоп при 100-кратном увеличении М57 будет ярче. Это уже будет не серый дым, а очень светлое зеленоватое кольцо.
Ну вот, стали проявляться краски М57! А в какой же телескоп мы увидим фотографию Хаббла? Ни в какой. Дело в том, что поверхностная яркость М57 составляет, как уже упоминалось, около 0,7 Кэт. А чтобы видеть протяжённый небесный объект в истинном цвете, поверхностная яркость должна быть более 100 Кэт. А так как никакой телескоп не может повышать поверхностную яркость, то истинные краски М57 мы никогда не увидим. Но как же так? Мы только что узнали, что в слабый телескоп цвета М57 не видны, но стоит взять телескоп покрупнее – цвета видны! Увы. Просто слабый телескоп, стараясь изо всех сил показать нам М57, увеличивал её угловой размер и одновременно с этим ослаблял её поверхностную яркость. Ослаблять поверхностную яркость протяжённого объекта телескоп может. Поэтому цвет был не виден. Но так в крупный телескоп цвет виден! Почему он стал виден? Потому что крупный телескоп, как и любой телескоп, хоть и не может повышать поверхностную яркость, однако он может позволить себе роскошь практически не снижать поверхностную яркость, легко предоставляя при этом большое увеличение. Но что это за цвет? Это цвет сумеречного зрения. Зеленоватые, голубоватые, голубые цвета – это цвета сумеречного зрения. Они могут случайно совпасть с истинными цветами, но, как правило, это не истинные цвета.
Можно сделать вывод.
Для уверенного наблюдения планетарной туманности М57 «Кольцо» необходим как минимум 80-100-миллиметровый телескоп с увеличением 90-100 раз.
Ну вот теперь мы всё знаем о необходимом телескопе, не знаем только как найти М57.
Так. Значит, планетарная туманность М57 находится в созвездии Лиры между звёздами γ и β.
А когда видно созвездие Лиры?
Созвездие Лиры видно практически круглый год, лишь в некоторые часы суток скрывается под северным горизонтом. Но нас будет устраивать только высокое расположение Лиры, так как яркость М57 всё-таки невелика.
Высоко над горизонтом Лира начинает появляться весной на востоке, «пробудившись от зимней спячки». Но видна она во второй половине ночи, что крайне неудобно для сна да и холодно ещё.
Затем наступает лето. Лира поднимается ещё выше над горизонтом, практически в зенит. Но тут нас подстерегают светлые летние ночи, что опять нам не подходит для наблюдения М57. И вот только где-то с середины июля наступает короткий удобный период, когда Лира видна очень высоко тёплыми летними вечерами. Достаточно высоко по вечерам она видна и до ноября. Но погода начинает портиться и тут уже не до звёзд.
Что ж, вот мы выбрали теплый августовский вечер, ночь предстоит чистая, тёмная, безлунная, без посторонних огней. Созвездие Лиры находится почти в зените.
Высоко над головой надо увидеть яркую белую звезду – одну из самых ярких звёзд северного полушария – это Вега, α Лиры. Левее и ниже примостился к Веге маленький аккуратный параллелограмм из достаточно слабых звёздочек. Между двумя нижними звёздочками параллелограмма левой γ Лиры и правой β Лиры чуть ближе к β Лиры и находится наша планетарная туманность М57 «Кольцо».
Поставьте на телескопе сначала небольшое увеличение – 30 крат. Так будет легче навести на область М57.
Что будет видно в окуляре? В поле зрения окуляра вы увидите десятки звёзд различной яркости: созвездие Лиры находится вблизи Млечного Пути богатого звёздами. Возможно, в поле зрения попадёт одна из звёзд γ или β Лиры. Но где же, где же эта знаменитая туманность «Кольцо»?
Добейтесь максимальной резкости по звёздам. Они станут как мельчайшие уколы. Присматриваясь к каждой слабой звезде между γ и β, вы неожиданно обнаружите, что одна из них, вроде бы выглядящая как звезда и имеющая как и большинство этих звёзд слабую яркость – не фокусируется, а остаётся маленьким пятнышком. Это и есть туманность «Кольцо»!
Приведите М57 в центр поля зрения и поставьте теперь увеличение 90-100 крат. Отрегулируйте резкость по звёздам. Пятнышко станет крупнее и превратится в овальное кольцо размером с Юпитер при таком же увеличении.
Посмотрите на него боковым зрением – кольцо станет ярче. Таким образом мы можем поверить в подлинность огромных изображений, полученных большими телескопами.
Поздравляю! Вы увидели планетарную туманность М57 «Кольцо» в созвездии Лиры своими глазами!