Nebula Cincin

Sejarah

Nebula ini ditemukan oleh astronom Prancis Antoine de Darquier Pellepoix pada Januari 1779, yang melaporkan bahwa "... sebesar Jupiter dan menyerupai sebuah planet yang memudar." Kemudian pada bulan yang sama, sesama astronom Prancis Charles Messier secara terpisah menemukan nebula yang sama ketika mencari komet. Ia kemudian memasukannya ke dalam katalog sebagai objek ke-57. Messier dan astronom kelahiran Jerman William Herschel berspekulasi bahwa nebula tersebut dibentuk oleh beberapa bintang-bintang redup yang tidak dapat diselesaikan dengan teleskopnya.
Pada tahun 1800, Friedrich von Hahn mengumumkan bahwa ia telah menemukan bintang pusat yang samar di pusat nebula beberapa tahun sebelumnya. Dia juga mencatat bahwa bagian dalam cincin itu telah mengalami perubahan, dan mengatakan ia tidak bisa lagi menemukan bintang pusat. Pada tahun 1864, astronom amatir Inggris, William Huggins memeriksa beberapa spektrum nebula, menemukan bahwa beberapa benda, termasuk M57, menampilkan spektrum garis emisi terang berkarakteristik gas fluoresensi bercahaya. Huggins menyimpulkan bahwa nebula tersebut merupakan nebula planeter yang paling tak terdiri dari bintang yang belum terselesaikan, seperti yang telah diduga sebelumnya, tetapi samar-samar. Nebula ini pertama kali difoto oleh astronom Eugene Hungaria von Gothard pada tahun 1886.

Pengamatan

Messier 57 terletak di selatan bintang terang Vega, yang menjadi titik barat laut dari asterisme Segitiga Musim Panas. Nebula ini terletak sekitar 40% jarak dari Beta (β) ke Gamma (γ) Lyrae, sehingga menjadi sasaran empuk bagi para astronom amatir untuk menemukannya.
Cakram nebula memiliki ukuran angular 1.5 × 1 menit busur, sehingga terlalu kecil untuk diselesaikan dengan binokular 10 × 50. Nebula ini diamati paling baik menggunakan tingkap dengan ukuran lubang minimal 20 cm (8 in), namun bahkan, teleskop 7,5 cm (3 in) akan mengungkapkan bentuk cincin eliptis. Lubang interior dapat diselesaikan oleh instrumen 10 cm (4 in) pada pembesaran 100×. Instrumen yang lebih besar akan menunjukkan beberapa zona gelap di tepi timur dan barat dari cincin, dan beberapa kaburan samar di dalam cakram. Bintang pusat, pada magnitudo 14,8, adalah sulit untuk dilihat.

Sifat

M57 berjarak 0,7 kpc (2.300 tahun cahaya) dari Bumi. Nebula ini memiliki magnitudo visual 8,8v dan magnitudo fotografi 9,7p. Foto yang diambil dengan periode 50 tahun menunjukkan tingkat ekspansi nebula adalah sekitar 1 detik busur per abad, yang sesuai dengan pengamatan spektroskopi 20–30 km s⁻¹. M57 diterangi oleh pusat katai putih atau inti nebula planeter (PNN) dengan magnitudo visual 15,75v, dan massanya sekitar 1,2 M ☉ (dalam massa matahari).
Semua bagian dalam nebula ini memiliki garis biru-hijau yang disebabkan oleh garis emisi oksigen terionisasi ganda pada 495,7 dan 500,7 nm. Hal ini merupakan pengamatan atas apa yang disebut "garis terlarang" yang hanya terjadi pada kondisi kepadatan sangat rendah, mengandung beberapa atom per sentimeter kubik. Di daerah luar cincin, bagian dari rona kemerahan disebabkan oleh emisi hidrogen pada 656,3 nm, membentuk bagian dari deret Balmer. Garis terlarang nitrogen terionisasi atau [N II] memberikan kontribusi warna sedikit kemerah-merahan pada 654,8 dan 658,3 nm.

Struktur nebula

M57 merupakan contoh dari kelas nebula planeter yang dikenal sebagai nebula bipolar, dengan cincin ekuatornya tebal tampak memperpanjang struktur melalui sumbu utama dari simetri. Nebula ini tampak berbentuk sferoid lonjong yang tersebar luas dengan konsentrasi yang kuat dari materi sepanjang ekuator. Dari Bumi, sumbu simetris terlihat pada sekitar 30°. Secara keseluruhan, kaburan telah diamati yang saat ini diperkirakan akan memperluas sekitar 1,610 ± 240 tahun.
Studi struktural menemukan bukti simpul planeter ditandai dengan simetri berkembang dengan baik. Namun, simpul ini hanya terlihat siluet terhadap emisi latar belakang cincin ekuator nebula tersebut. M57 mungkin termasuk dalam garis emisi N II terletak di ujung simpul yang menghadapi PNN; namun, sebagian besar simpul netral dan hanya muncul dalam garis kepunahan. Keberadaan simpul menunjukkan nebula ini mungkin hanya terletak lebih dekat ke depan ionisasi dari yang ditemukan di planeter Lupus IC 4406. Beberapa simpul memiliki bukti ekor yang berkembang dengan baik yang sering terdeteksi dalam ketebalan optik dari spektrum visual.

Inti nebula planeter (PNN)

Pusat PNN ditemukan oleh astronom Hungaria Jeno Gothard pada tanggal 1 September 1886 dari gambar yang diambil pada observatorium di Herény, dekat Szombathely (sekarang bagian dari Szombathely). Dalam dua ribu tahun terakhir, bintang utama Nebula Cincin telah meninggalkan cabang raksasa asimtotik setelah melelahkan pasokan bahan bakar hidrogen. Jadi tidak lagi menghasilkan energi melalui fusi nuklir dan, dalam hal evolusi, sekarang telah menjadi bintang katai putih.
PNN saat ini terutama terdiri dari karbon dan oksigen dengan sampul luar yang tipis terdiri dari unsur yang lebih ringan. Massanya sekitar 0,61-0,62 massa matahari, dengan suhu permukaan 125.000 ± 5.000 K. Saat ini kecerahanyya 200 kali lebih cemerlang dari Matahari, tetapi magnitudo semu-nya hanya 15,75.