Туманность Слоновий хобот: пыль, скрывающая новые звезды

У Киплинга в «Сказках просто так» есть история о том, откуда у слона хобот: любопытный слоненок сунулся к крокодилу, тот вцепился ему в нос и растянул его на всю жизнь. В созвездии Цефея природа нарисовала иллюстрацию к этой сказке.

Природа нарисовала эту иллюстрацию в масштабе, который сложно уложить в голове: темный извивающийся хобот длиной больше 20 световых лет, с ярко-красной каймой по краю. И его тоже растягивает и обкусывает кое-кто гораздо более крупный.

Что такое Слоновий хобот и где его искать

Формально объект называется IC 1396A, у него есть и второе обозначение – vdB 142. Это плотное облако газа и пыли внутри огромного комплекса IC 1396 в созвездии Цефея. Само название пришло от внешнего вида в оптическом диапазоне: темное пятно с яркой извилистой каймой действительно похоже на голову слона с вытянутым хоботом – особенно если смотреть на снимок сверху вниз, как на этом кадре.

Расстояние до комплекса оценивают по-разному: старые работы давали около 2400 световых лет, измерения Gaia сдвигают оценку ближе к 3000. Разброс объясняется просто – мерили по разным звездам, а комплекс протяженный. Сам по себе IC 1396 занимает на небе несколько градусов: это в разы больше полной Луны, но поверхностная яркость у него настолько низкая, что глазом ничего не заметно. Кадр, который вы видите вверху, покрывает всего около одного градуса – чуть меньше двух лунных дисков.

Почему туманность светится красным

Красный цвет на снимке – это не художественная обработка и не «раскраска». Так светится водород.

Неподалеку от хобота находится HD 206267 – кратная система, главный компонент которой относится к горячему спектральному классу O. Такая звезда излучает огромное количество ультрафиолета, и этот ультрафиолет отрывает электроны от атомов водорода в окружающем облаке. Когда электрон возвращается обратно к протону, атом излучает фотон на строго определенной длине волны – 656 нанометров, знаменитая линия H-альфа. Она лежит в красной части спектра, и именно поэтому области звездообразования на астрофотографиях почти всегда розово-красные.

Область ионизованного водорода вокруг горячей звезды астрономы называют областью H II. Весь IC 1396 – одна такая область. А темные плотные глобулы вроде Слоновьего хобота – это те части облака, куда ультрафиолет пока не пробился: они достаточно плотные, чтобы защищать сами себя. Светится у них только поверхность, обращенная к звезде. Отсюда и эффект яркой каймы вокруг черного силуэта, который так хорошо виден на снимке.

Что прячется внутри хобота

Долгое время хобот считали просто красивым темным облаком. В 2003–2004 годах космический телескоп «Спитцер» посмотрел на него в инфракрасном диапазоне – там, где пыль перестает быть непрозрачной, – и внутри обнаружились источники, которых в оптике не видно вообще.

Это протозвезды: сгустки газа, которые уже сжались достаточно, чтобы разогреться и светиться в инфракрасном диапазоне, но еще не начали термоядерное горение водорода в ядре. Часть из них относится к самым ранним классам (0 и I) – то есть их возраст порядка ста тысяч лет. По астрономическим меркам это буквально новорожденные: Солнцу, для сравнения, около 4,6 миллиарда лет. Последующие обзоры довели счет молодых объектов в глобуле и вокруг нее до нескольких десятков.

Причем сама звезда HD 206267, скорее всего, к этому причастна. Ультрафиолет и звездный ветер сдавливают облако снаружи, и в местах, где вещество уплотняется, гравитация получает шанс победить. Механизм называют звездообразованием, спровоцированным излучением: массивная звезда одновременно и разрушает облако, и подталкивает его к рождению новых звезд.

Хобот – временная конструкция

Стоит помнить, что вид, застывший на фотографии, – это стоп-кадр процесса, который заканчивается не в пользу хобота.

Фронт ионизации медленно съедает облако снаружи. Нагретый газ с освещенной стороны улетает прочь, как реактивная струя, и подталкивает остаток в противоположном направлении – заодно вытягивая его в характерную кометообразную форму. Именно поэтому хобот «смотрит» на звезду головой и тянет за собой хвост.

Через несколько миллионов лет от глобулы, скорее всего, не останется ничего: газ рассеется, пыль разлетится, а на месте темного облака будут светить молодые звезды, которые успели родиться внутри. Точно так же выглядела и наша собственная колыбель – газопылевое облако, из которого 4,6 миллиарда лет назад сформировалось Солнце и от которого сегодня не осталось и следа.

Можно ли увидеть Слоновий хобот самому

Здесь придется разделить два вопроса: увидеть глазом и снять камерой.

Глазом – практически нет. Поверхностная яркость IC 1396 очень низкая, и в окуляре даже приличного телескопа вы увидите не туманность, а рассеянное скопление Trumpler 37: россыпь молодых звезд, среди которых и находится HD 206267. Скопление красиво смотрится уже в 50-мм бинокль темным небом – оно крупное, и лучше работает как раз широкое поле, а не большое увеличение. Самое доступное украшение этого участка неба – Гранатовая звезда (μ Цефея), один из самых красных объектов, доступных биноклю.

С узкополосным фильтром H-альфа или H-бета шансы увидеть саму туманность визуально появляются, но это задача для опытного наблюдателя, темного неба и апертуры от 200 мм – и даже тогда речь идет о едва уловимом просветлении, а не о картинке со снимка.

А вот в астрофотографии IC 1396 – одна из самых благодарных целей северного неба. Комплекс огромный, поэтому подходит даже короткофокусная оптика и светосильный фотообъектив; а узкополосный фильтр на водороде вытягивает туманность даже из городской засветки. Цефей в средних широтах России является незаходящим, то есть доступен круглый год, но лучшее время – осенние вечера, когда созвездие поднимается высоко над головой.