เนบิวลาตาแมว

เนบิวลาเปล่งแสง
เนบิวลาดาวเคราะห์
ภาพเนบิวลาตาแมวจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
ข้อมูลการสังเกตการณ์: ยุคJ2000
สิทธิในการขึ้นสู่สวรรค์	17 ชั่วโมง 58 นาที 33.423 วินาที[ 1 ]
การลดลง	+66 °  37 ′  59.52 ″ [ 1 ]
ระยะทาง	3.3 ± 0.9 กิโลปี  (1.0 ± 0.3 kpc  ) [ 2 ] ly
ขนาดปรากฏ (V)	9.8B [ 1 ]
ขนาดที่ปรากฏ (V)	แกนกลาง: 20″ [ 2 ]
กลุ่มดาว	ดราโก้
ลักษณะทางกายภาพ
รัศมี	แกนกลาง: 0.2 ly [หมายเหตุ 1 ]  ly
ขนาดสัมบูรณ์ (โวลต์)	−0.2 +0.8 −0.6 B [หมายเหตุ 2 ]
คุณสมบัติเด่น	โครงสร้างที่ซับซ้อน
การกำหนด	NGC 6543, [ 1 ] เนบิวลา หอยทาก , [ 1 ] เนบิวลาดอก ทานตะวัน , [ 1 ] (รวมถึงIC 4677 ), [ 1 ] Caldwell 6

เนบิวลาตาแมว ( หรือที่รู้จักกันในชื่อNGC 6543และCaldwell 6 ) เป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ในกลุ่มดาว มังกรทาง ซีกโลก เหนือ ค้นพบโดยวิลเลียม เฮอร์เชลเมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1786 เนบิวลานี้เป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ดวงแรก ที่ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นชาว อังกฤษ วิลเลียม ฮักกินส์ได้ทำการตรวจสอบสเปกตรัมซึ่งแสดงให้เห็นว่าเนบิวลาดาวเคราะห์มีองค์ประกอบเป็นก๊าซ ไม่ใช่ดาวฤกษ์ ในด้านโครงสร้าง วัตถุนี้มีภาพความละเอียดสูงจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลซึ่งเผยให้เห็นปม เจ็ต ฟอง และส่วนโค้งที่ซับซ้อน โดยได้รับแสงจาก นิวเคลียส เนบิวลาดาวเคราะห์ ร้อน (PNN) ตรงกลาง ^{[ 3 ]} เป็นวัตถุที่ได้รับการศึกษาอย่างดีและได้รับการสังเกตการณ์ตั้งแต่คลื่นวิทยุไปจนถึงรังสีเอ็กซ์ใจกลางของเนบิวลาตาแมวคือดาวฤกษ์วูล์ฟ-ไรเยต ที่กำลังจะดับลง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ประเภทเดียวกับที่สามารถมองเห็นได้ในภาพWR 124 จากกล้องโทรทรรศน์เวบบ์ ดาวฤกษ์ ใจกลางเนบิวลาตาแมวมีความสว่างระดับ +11.4 ภาพ จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแสดงให้เห็นถึงรูปแบบคล้ายเป้าปาลูกดอกที่มีวงแหวนซ้อนกันแผ่ออกมาจากจุดศูนย์กลาง

NGC 6543 เป็นวัตถุท้องฟ้าลึกที่มีค่าเดคลิเนชันทางเหนือ สูง มี ความสว่าง รวม 8.1 และมีความสว่างพื้นผิว สูง เนบิวลาภายในที่สว่างขนาดเล็กครอบคลุมพื้นที่เฉลี่ย 16.1 อาร์คเซคโดยมีกลุ่มก้อนที่โดดเด่นด้านนอกประมาณ 25 อาร์คเซค^{[ 4 ]}ภาพเชิงลึกเผยให้เห็นรัศมี ที่ขยายออกไป ประมาณ 300 อาร์คเซค หรือ 5 อาร์คมินิต^{[ 5 ]} ซึ่งครั้งหนึ่งเคยถูกขับออกมาจากดาวฤกษ์ ต้นกำเนิดกลางในช่วงระยะดาวยักษ์แดง

NGC 6543 อยู่ห่างจากตำแหน่งปัจจุบันของขั้วสุริยวิถีเหนือ 4.4 ลิปดาซึ่งน้อยกว่า1/10ของ45ลิปดาระหว่างดาวเหนือกับ ตำแหน่งปัจจุบันของ แกนหมุนรอบตัวเองของโลก มันเป็นเครื่องหมายที่สะดวกและแม่นยำสำหรับแกนหมุนรอบตัวเองของ สุริยวิถีของโลกซึ่งขั้วโลกเหนือของท้องฟ้าหมุนรอบ นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องหมายที่ดีสำหรับแกน"คงที่"ของระบบสุริยะซึ่งเป็นจุดศูนย์กลางของวงกลมที่ ขั้วโลกเหนือของดาวเคราะห์ ทุกดวง และขั้วโลกเหนือของวงโคจรของดาวเคราะห์ทุกดวง สร้างขึ้นบนท้องฟ้า เนื่องจากการเคลื่อนที่บนท้องฟ้าของขั้วสุริยวิถีนั้นช้ามากเมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่ของขั้วโลกเหนือของโลก ตำแหน่งของมันในฐานะเครื่องหมายสถานีขั้วสุริยวิถีจึงค่อนข้างคงที่ในระดับเวลาของประวัติศาสตร์มนุษย์ ต่างจากดาวเหนือซึ่งเปลี่ยนแปลงทุกๆ สองสามพันปี  

จากการสังเกตพบว่าเนบิวลาสว่างมีอุณหภูมิระหว่าง...7000และ9000 K ซึ่งมีความหนาแน่นเฉลี่ยประมาณ5,000อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตร^{[ 6 ]}วงแหวนรอบนอกมีอุณหภูมิสูงกว่าโดยรอบ15,000  Kแต่มีความหนาแน่นต่ำกว่ามาก^{[ 7 ]}ความเร็วของลมดาวฤกษ์ เร็ว อยู่ที่ประมาณ1900  กม./วินาทีซึ่ง การวิเคราะห์ ทางสเปกโทรสโกปีแสดงให้เห็นอัตราการสูญเสียมวลเฉลี่ยในปัจจุบัน3.2 × 10 ⁻⁷มวลสุริยะต่อปี เทียบเท่ากับยี่สิบล้านล้านตันต่อวินาที (20  Eg/s) ^{[ 6 ]}

อุณหภูมิพื้นผิวของ PNN ส่วนกลางอยู่ที่ประมาณ80,000  Kซึ่งสว่างกว่าดวงอาทิตย์ถึง 10,000 เท่าการจัดประเภทดาวฤกษ์ คือ ดาวประเภทO7  + [WR] ^{[ 6 ]}การคำนวณชี้ให้เห็นว่า PNN มีมวล มากกว่าหนึ่งเท่า ของมวลดวงอาทิตย์ จากมวลเริ่มต้นตามทฤษฎีที่ 5 เท่าของมวลดวงอาทิตย์^{[ 8 ]} ดาว Wolf–Rayetใจกลางมีรัศมี0.65 R (452,000 กม.) ^{[ 9 ]}เนบิวลาตาแมว ตามที่ระบุไว้ในบางแหล่งข้อมูล อยู่ห่างจากโลกประมาณสามพันปีแสง^{[ 10 ]}   

เนบิวลาตาแมวเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ดวงแรกที่ถูกสังเกตด้วยสเปกโทรสโคปโดยวิลเลียม ฮักกินส์เมื่อวันที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2407 ^{[ 11 ] [ 12 ]}การสังเกตของฮักกินส์เผยให้เห็นว่าสเปกตรัมของเนบิวลาไม่ต่อเนื่องและประกอบด้วยเส้นการปล่อยแสงที่สว่างเพียงไม่กี่เส้น ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้แรกว่าเนบิวลาดาวเคราะห์ประกอบด้วยก๊าซไอออนไนซ์ที่เบาบาง การสังเกตด้วยสเปกโทรสโคปที่ความยาวคลื่นเหล่านี้ใช้ในการกำหนดปริมาณ^{[ 13 ]}ในขณะที่ภาพที่ความยาวคลื่นเหล่านี้ถูกใช้เพื่อเปิดเผยโครงสร้างที่ซับซ้อนของเนบิวลา^{[ 14 ]}

การสังเกตการณ์ด้วยแสงและรังสีอัลตราไวโอเลต

ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลที่สร้างขึ้นในที่นี้เป็นภาพสีเทียม ออกแบบมาเพื่อเน้นบริเวณที่มีการแตกตัวเป็นไอออน สูงและต่ำ มีการถ่ายภาพสามภาพ โดยใช้ฟิลเตอร์แยกแสงที่ปล่อยออกมาจากไฮโดรเจน ที่แตกตัวเป็นไอออนเดี่ยว ที่ 656.3 นาโนเมตรไนโตรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนเดี่ยวที่ 658.4 นาโนเมตร และ ออกซิเจนที่แตกตัวเป็นไอออนคู่ที่ 500.7 นาโนเมตร ภาพเหล่านี้ถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นช่องสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน ตามลำดับ แม้ว่าสีที่แท้จริงของภาพจะเป็นสีแดง สีแดง และสีเขียวก็ตาม ภาพนี้เผยให้เห็น "ฝาครอบ" สองชั้นของวัสดุที่มีการแตกตัวเป็นไอออนน้อยกว่าที่ขอบของเนบิวลา^{[ 17 ]}   

การสังเกตการณ์ด้วยรังสีเอกซ์

ในปี 2001 การสังเกตการณ์ด้วย คลื่น รังสีเอกซ์โดยกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์จันทรา (Chandra X-ray Observatory)เผยให้เห็นการมีอยู่ของก๊าซร้อนจัดภายในกาแล็กซี NGC 6543 ซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง...1.7 × 10 ⁶  K ^{[ 18} ] เชื่อกันว่าก๊าซร้อนจัดเกิดจากปฏิกิริยารุนแรงของลมดาวฤกษ์ที่เร็วกับวัสดุที่ถูกขับออกมาก่อนหน้านี้ ปฏิกิริยานี้ทำให้ฟองอากาศภายในของเนบิวลากลวง^{[ 14 ] การ}สังเกตการณ์ของจันทรายังเผยให้เห็นแหล่งกำเนิดจุดที่ตำแหน่งของดาวฤกษ์กลาง สเปกตรัมของแหล่งกำเนิดนี้ขยายไปถึงส่วนที่แข็งของสเปกตรัมรังสีเอกซ์ ถึง 0.5–1.0 keV ดาวฤกษ์ที่มี อุณหภูมิ พื้นผิวประมาณ ไม่น่าจะมีการปล่อยรังสีเอ็กซ์พลังงานสูงออกมามากนักที่อุณหภูมิ100,000 K ดังนั้นการปรากฏตัวของมันจึงเป็นเรื่องลึกลับ อาจบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของ จานสะสมมวลที่ มีอุณหภูมิสูง ภายในระบบดาวคู่^{[ 19 ]}ข้อมูลรังสีเอ็กซ์พลังงานสูงยังคงน่าสนใจอยู่แม้จะผ่านมานานกว่าสิบปีแล้ว: Cat's Eye ถูกรวมอยู่ในการสำรวจ Chandra ในปี 2012 ของดาวฤกษ์ศูนย์กลาง 21 ดวงของเนบิวลาดาวเคราะห์ (CSPNe) ในบริเวณใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ซึ่งพบว่า: "แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์แบบจุดทั้งหมดที่ตรวจพบที่ CSPNe ยกเว้นหนึ่งแหล่ง แสดงสเปกตรัมรังสีเอ็กซ์ที่แข็งกว่าที่คาดไว้จากดาวร้อน (~โฟโตสเฟียร์ของดาวฤกษ์กลาง 100,000  Kอาจบ่งชี้ถึงความถี่สูงของดาวบริวารคู่ของ CSPNe คำอธิบายที่เป็นไปได้อื่นๆ ได้แก่ ลมที่ทำให้เกิดการกระแทกตัวเองหรือการตกกลับของมวล PN" ^{[ 20 ]}

ระยะทางของเนบิวลาดาวเคราะห์เช่น NGC 6543 โดยทั่วไปไม่แม่นยำมากและไม่เป็นที่รู้จักดี^{[ 21 ]}การสังเกตการณ์ NGC 6543 โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเมื่อเร็ว ๆ นี้ ซึ่งห่างกันหลายปี ได้กำหนดระยะทางจากอัตราการขยายตัวเชิงมุมที่ 3.457 มิลลิอาร์กวินาทีต่อปี สมมติว่าความเร็วในการขยายตัวตามแนวสายตาคือ 16.4  กม.·วินาที⁻¹ซึ่งหมายความว่าระยะทางของ NGC 6543 คือ1001 ± 269 พาร์เซก ( 3 × 10 ¹⁹  kหรือ3300 ปีแสง ) ห่างจากโลก^{[ 22 ]}การอ้างอิงระยะทางอื่นๆ อีกหลายรายการ เช่น สิ่งที่อ้างถึงในSIMBADในปี 2014 โดยอ้างอิงจาก Stanghellini, L., et al. (2008) ชี้ให้เห็นว่าระยะทางคือ 1623พาร์เซก (5300ปีแสง) ^{[ 23 ]}

การขยายตัวเชิงมุมของเนบิวลาสามารถใช้ในการประมาณอายุของมันได้เช่นกัน หากมันขยายตัวด้วยอัตราคงที่ 10 มิลลิอาร์กวินาทีต่อปี ก็จะต้องใช้เวลา...1000 ± 260  ปีเพื่อให้มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 อาร์คเซคอนด์ นี่อาจเป็นขีดจำกัดสูงสุดของอายุ เนื่องจากวัสดุที่ถูกขับออกมาจะชะลอตัวลงเมื่อพบกับวัสดุที่ถูกขับออกมาจากดาวฤกษ์ในช่วงวิวัฒนาการก่อนหน้า และตัวกลางระหว่างดาว^{[ 22 ]}

เช่นเดียวกับวัตถุทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ NGC 6543 ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม เป็นส่วนใหญ่ โดยมีธาตุหนักอยู่ในปริมาณเล็กน้อย องค์ประกอบที่แน่นอนสามารถกำหนดได้จากการศึกษาทางสเปกโทรสโกปี โดยทั่วไปแล้วความอุดมสมบูรณ์จะแสดงโดยเทียบกับไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุที่มีมากที่สุด^{[ 7 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การศึกษาต่างๆ มักพบค่าความอุดมสมบูรณ์ของธาตุที่แตกต่างกันออกไป สาเหตุส่วนใหญ่เป็นเพราะสเปกโทรกราฟที่ติดตั้งอยู่กับกล้องโทรทรรศน์ไม่ได้รวบรวมแสงทั้งหมดจากวัตถุที่กำลังสังเกต แต่จะรวบรวมแสงจากช่องแคบหรือช่องรับแสงขนาด เล็กเท่านั้น ดังนั้น การสังเกตการณ์ที่แตกต่างกันอาจเก็บตัวอย่างจากส่วนต่างๆ ของเนบิวลาได้

อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์สำหรับ NGC 6543 โดยรวมแล้วสอดคล้องกันว่า เมื่อเทียบกับไฮโดรเจนแล้ว ปริมาณฮีเลียมอยู่ที่ประมาณ 0.12 ในขณะที่ปริมาณคาร์บอนและไนโตรเจน อยู่ที่ประมาณ 0.12 เช่นกัน3 × 10 ⁻⁴และ ปริมาณ ออกซิเจนอยู่ที่ประมาณ7 × 10 ⁻⁴ . ^{[ 13 ]}ความอุดมสมบูรณ์เหล่านี้ค่อนข้างปกติสำหรับเนบิวลาดาวเคราะห์ โดยความอุดมสมบูรณ์ของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจนทั้งหมดมีค่ามากกว่าค่าที่พบในดวงอาทิตย์ อันเนื่องมาจากผลของนิวเคลียสซินเทซิสที่ทำให้ชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์อุดมไปด้วยธาตุหนักก่อนที่จะถูกขับออกมาเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์^{[ 24 ]}

การวิเคราะห์สเปกโตรสโกปีเชิงลึกของ NGC 6543 อาจบ่งชี้ว่าเนบิวลาประกอบด้วยวัสดุจำนวนเล็กน้อยที่มีธาตุหนักเข้มข้นสูง ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป^{[ 13 ]}

เนบิวลาตาแมวเป็นเนบิวลาที่มีโครงสร้างซับซ้อนมาก และกลไกหรือกลไกต่างๆ ที่ทำให้เกิดรูปร่างที่ซับซ้อนนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก^{[ 14 ]}ส่วนที่สว่างตรงกลางของเนบิวลาประกอบด้วยฟองอากาศยาวด้านใน (วงรีด้านใน) ที่เต็มไปด้วยก๊าซร้อน ซึ่งอยู่ภายในฟองอากาศทรงกลมขนาดใหญ่สองฟองที่เชื่อมต่อกันตามส่วนเอว ส่วนเอวนี้สังเกตได้ว่าเป็นวงรีขนาดใหญ่วงที่สองที่ตั้งฉากกับฟองอากาศที่มีก๊าซร้อน^{[ 25 ]}

โครงสร้างของส่วนที่สว่างของเนบิวลาเกิดจากการปฏิสัมพันธ์ของลมดาวฤกษ์ ความเร็วสูง ที่ปล่อยออกมาจาก PNN ใจกลาง กับสสารที่มองเห็นได้ซึ่งถูกปล่อยออกมาในระหว่างการก่อตัวของเนบิวลา ปฏิสัมพันธ์นี้ทำให้เกิดการปล่อยรังสีเอ็กซ์ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ลมดาวฤกษ์พัดด้วยความเร็วสูงถึงความเร็ว 1900  กม./วินาทีได้ทำให้ฟองอากาศด้านในของเนบิวลา 'กลวง' และดูเหมือนว่าจะทำให้ฟองอากาศแตกที่ปลายทั้งสองข้าง^{[ 14 ]}

นอกจากนี้ยังสงสัยว่าดาว PNN คลาสสเปกตรัม WR:+O7 ตรงกลาง HD 164963 / BD +66 1066 / PPM 20679 ^{[ 1 ]}ของเนบิวลาอาจเกิดจากดาวคู่^{[ 1 ]}การมีอยู่ของจานสะสมมวลที่เกิดจากการถ่ายโอนมวลระหว่างสององค์ประกอบของระบบอาจทำให้เกิดเจ็ตทางดาราศาสตร์ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับวัสดุที่ถูกขับออกมาก่อนหน้านี้ เมื่อเวลาผ่านไป ทิศทางของเจ็ตจะเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการหมุนควง^{[ 26 ] [ 27 ]}

นอกส่วนด้านในที่สว่างของเนบิวลา มีวงแหวนศูนย์กลางหลายวง ซึ่งเชื่อกันว่าถูกขับออกมาก่อนการก่อตัวของเนบิวลาดาวเคราะห์ ในขณะที่ดาวฤกษ์อยู่บนกิ่งยักษ์เชิงเส้นกำกับของแผนภาพเฮิร์ตสปรุง-รัสเซลล์วงแหวนเหล่านี้มีระยะห่างเท่าๆ กันมาก ซึ่งบ่งชี้ว่ากลไกที่รับผิดชอบในการก่อตัวของพวกมันได้ขับพวกมันออกมาในช่วงเวลาที่สม่ำเสมอมากและด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงกันมาก^{[ 5 ]}มวลรวมของวงแหวนมีประมาณ 0.1 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์^{[ 28 ]}การเต้นของชีพจรที่ก่อให้เกิดวงแหวนน่าจะเริ่มต้นเมื่อ 15,000 ปีที่แล้วและหยุดลงประมาณ1,000ปีที่แล้ว เมื่อการก่อตัวของส่วนกลางที่สว่างเริ่มขึ้น (ดูด้านบน) ^{[ 29 ]}

นอกจากนี้ ยังมีรัศมีจางๆ ขนาดใหญ่แผ่ขยายออกไปไกลจากดาวฤกษ์ รัศมีนี้เกิดขึ้นก่อนการก่อตัวของเนบิวลาหลัก มวลของรัศมีนี้ประมาณไว้ที่ 0.26–0.92 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์^{[ 28 ]}

• รายชื่อเนบิวลาที่ใหญ่ที่สุด

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเนบิวลาตาแมว

• การเผยแพร่ภาพเนบิวลาตาแมวโดย ESA/Hubble ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2009 ในWayback Machine
• ภาพเนบิวลาตาแมวจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ ESA
• อัลบั้มภาพจากกล้องโทรทรรศน์รังสีเอ็กซ์จันทรา: NGC 6543
• ภาพดาราศาสตร์ประจำวัน
  • เนบิวลาตาแมว 31 ตุลาคม 2542
  • รัศมีแห่งดวงตาแมว 9 พฤษภาคม 2010
  • เนบิวลาตาแมว 3 กรกฎาคม 2559
• กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลสำรวจประวัติศาสตร์อันซับซ้อนของดาวฤกษ์ที่กำลังจะดับ — บทความจาก HubbleSite เกี่ยวกับเนบิวลาตาแมว
• NGC6543 เนบิวลาตาแมว
• เครื่องมือสร้างภาพของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล: เนบิวลาตาแมว — บทความที่แสดงกระบวนการสร้างภาพโดยใช้การรวมภาพหลายภาพเข้าด้วยกันเพื่อสร้างภาพของเนบิวลา
• เนบิวลาตาแมวบนWikiSky : DSS2 , SDSS , GALEX , IRAS , ไฮโดรเจนอัล ฟา , รังสีเอ็กซ์ , ภาพถ่ายดาราศาสตร์ , แผนที่ท้องฟ้า , บทความและรูปภาพ
• เนบิวลาตาแมวในคู่มือกลุ่มดาว

• SEDS – NGC 6543