Ekliptyka, czyli koło wielkie na sferze niebieskiej, po którym w swoim pozornym ruchu rocznym porusza się Słońce, przecina dwanaście gwiazdozbiorów zodiakalnych oraz konstelację Wężownika. Pośród tych dwunastu gwiazdozbiorów znajdziemy wiele efektownych i łatwych do rozpoznania układów gwiazd takich jak choćby Lew, który swoim kształtem przypomina żelazko, czy Bliźnięta, w których wyróżniają się dwie jasne gwiazdy, czyli Kastor i Pollux. Pomiędzy te dwa duże i bogate w jasne obiekty gwiazdozbiory wciśnięta jest mało efektowna konstelacja Raka, która na pierwszy rzut oka nie wyróżnia się niczym szczególnym. Jest ona na tyle słaba, że patrząc w jej kierunku z miasta lub innego miejsca zanieczyszczonego światłem, dojrzymy tylko puste miejsce pomiędzy wspomnianymi gwiazdozbiorami Lwa i Bliźniąt.

----- R E K L A M A -----

PROMOCJA SONY - RABAT DO 500zł!

Sony 50/1.4 FE GM

8178 zł 7678 zł

Sony 70-200/4 FE G OSS

6449 zł 5949 zł

Sony 16-55/2.8 E G

5488 zł 4988 zł

Sony 55/1.8 FE

4388 zł 3888 zł

Gromada Messier 44 sfotografowana w 2018 roku przez Giuseppe Donatiello z Włoch. Źródło: Wikipedia.

Nie powinno nas to jednak dziwić, bo to najsłabsza z konstelacji zodiakalnych, a jej najjaśniejsza gwiazda, czyli Tarf (β Cancri) ma jasność tylko 3.5 magnitudo. Rak nie imponuje też swoim rozmiarem, zajmując powierzchnię 506 stopni kwadratowych, co daje mu pod tym względem 31. miejsce na 88 gwiazdozbiorów.

Natura jest jednak w pewien sposób sprawiedliwa. Poskąpiła Rakowi dużych rozmiarów i jasnych gwiazd, ale w zamian dała dwa bardzo ciekawe obiekty należące do katalogu Messiera, które nie dość, że wyglądają efektownie przez lornetkę, to z każdym z nich wiąże się ciekawa historia.

Widok na południowy horyzont w Polsce, około północy, na przełomie stycznia i lutego.

Rak to konstelacja zimowa. Najlepsze warunki do jej obserwacji występują na przełomie stycznia i lutego, kiedy to w Polsce góruje ona o północy, na wysokości około 50–60 stopni nad południowym horyzontem. Kto jednak nie lubi marznąć w chłodne, zimowe noce, może poczekać do wiosny, bo górowanie Raka możemy też obserwować wieczorem, na początku kwietnia. Niecierpliwi mogą za to wyjść na jego obserwacje już jesienią. Podobnie dobre warunki do jego podziwiania wystąpią bowiem nad ranem, na przełomie października i listopada.

Na nasze obserwacje najlepiej wybrać się podczas ciemnej, bezksiężycowej nocy. Jest to ważne, nie tylko ze względu na fakt, iż jasny Księżyc potrafi przyćmić swoim blaskiem wiele słabych obiektów, ale także ze względu na to, iż „podróżując” po ekliptyce, raz w miesiącu, gości w Raku i gdy pojawi się w nim będąc blisko pełni, będzie w zasadzie jedynym obiektem znajdującym się w granicach tego gwiazdozbioru jaki pozostanie nam do obserwacji.

Mapa konstelacji Raka z zaznaczonym położeniem gromad M44 i M67.

Drugim ważnym warunkiem jest wyjście na obserwacje z ciemnego miejsca i właściwe zaadoptowanie wzroku do ciemności. Wtedy okaże się, że pomiędzy efektownymi gwiazdozbiorami Lwa i Bliźniąt dojrzymy nawet kilkadziesiąt gwiazd należących do konstelacji Raka, a w samym jego centrum rzuci nam się w oczy słaba mgiełka. Gdy nakierujemy na nią lornetkę – tutaj wystarczy nawet mały instrument klasy 8×30, ale oczywiście większe modele dadzą większą frajdę z obserwacji – okaże się, że owa mgiełka rozbije się na pojedyncze gwiazdy. Przekonamy się wtedy, że mamy do czynienia ze sporych rozmiarów (jej średnica jest trzy razy większa od tarczy Księżyca!) gromadą otwartą o nazwie Żłóbek, która w roku 1769 trafiła do katalogu Messiera z numerem 44.

Ze względu na swoją dużą jasność, M44 była znana już astronomom starożytnym. Wtedy o ciemne niebo było zdecydowanie łatwiej niż obecnie i w zasadzie każda osoba o normalnym wzroku, która w nocy spojrzała w kierunku konstelacji Raka, nie miała problemów z dojrzeniem Żłóbka. Pierwsze zapiski na temat tego obiektu znajdziemy więc już u Greków i datują się one na prawie 300 lat przed naszą erą. Wspominały i katalogowały ją takie astronomiczne sławy jak choćby Eratostenes, Hipparchos czy Klaudiusz Ptolemeusz.

Najjaśniejsze gwiazdy omawianej gromady mają jasność około 6.5 magnitudo, a więc są na granicy widoczności gołym okiem z bardzo ciemnego miejsca. Mała lornetka pozwoli zobaczyć ich ponad 20. Nawet Galileusz, gdy spojrzał na nią przez swoje pierwsze, mało doskonałe lunety, naliczył tam prawie 40 obiektów. On był zresztą pierwszym, który odkrył prawdziwą naturę tego obiektu zauważając, że mamy do czynienia nie z mgławicą lecz z grupą gwiazd.

Gromada Messier 44 sfotografowana w 2015 roku przez Miguela Garcia. Źródło: Wikipedia.

Używając większych i dobrej klasy lornetek, o parametrach takich jak choćby 15×70 czy 20×80, dojrzymy około 100 gwiazd należących do M44. Aby dojrzeć wszystkie ponad 1000 obiektów, musimy dysponować już profesjonalnym teleskopem, bo najsłabsze z nich świecą z blaskiem około 18 mag.

M44 to stosunkowo młoda gromada otwarta, bo jej wiek szacuje się na około 600 milionów lat. Nic więc dziwnego, że znaczna większość jej gwiazd znajduje się na podobnym etapie ewolucyjnym co nasze Słońce, czyli wciąż pali w swoich jądrach wodór, w efekcie reakcji termojądrowych przemieniających go w hel. W sumie aż 30% gwiazd tej gromady jest bardzo podobnych rozmiarami do Słońca, natomiast ponad 60% z nich to gwiazdy typu widmowego M, czyli obiekty mniejsze i mniej masywne od naszej dziennej gwiazdy.

Najbardziej masywne gwiazdy ewoluują najszybciej i owe 600 milionów lat od narodzin gromady wystarczyło im do wypalenia całych zapasów wodoru w jądrach i pozwoliło na przejście do innych etapów ewolucji. W polu M44 znajdziemy więc pięć czerwonych olbrzymów i dwanaście białych karłów.

Ciekawą informacją, jaką możemy dodać opisując M44, jest fakt, że jest to pierwsza gromada, w której odkryto planety krążące wokół gwiazd podobnych do Słońca. W 2012 roku grupa naukowców kierowana przez Samuela N. Quinna z Georgia State University opublikowała artykuł, w którym donosiła o odkryciu dwóch planet nazwanych Pr0201 b i Pr0211 b, które krążą wokół gwiazd należących do gromady. Typy widmowe tych gwiazd klasyfikują je jako obiekty podobne do naszego Słońca. Same planety nie przypominają już niczego, co spotkamy w naszym Układzie Słonecznym, bo mamy tutaj do czynienia z tzw. „gorącymi Jowiszami”. Planety te są bowiem gazowymi olbrzymami, które okrążają swoje gwiazdy macierzyste po bardzo ciasnych orbitach. Pełen obieg swojego słońca zajmuje im tylko kilka dni, podczas gdy naszemu Jowiszowi schodzi na to prawie 12 lat, a Saturnowi prawie 30 lat.

Gorący Jowisz odparowywany przez gwiazdę macierzystą – wizja artystyczna (ESA/NASA). Źródło: Wikipedia.

W 2016 roku okazało się, że układ Pr0211 zawiera jeszcze jedną, masywną planetę, która obiega swoją gwiazdę po wydłużonej orbicie o mimośrodzie aż 0.7 i okresie obiegu ponad 14 lat.

Druga ciekawostka, o której warto napisać, jest powiązana z położeniem M44 praktycznie na ekliptyce. Wspominaliśmy już, że może tam zagościć Księżyc, ale dotyczy to także planet – w szczególności tych bardzo jasnych. Od czasu do czasu nadarza się więc okazja, aby sfotografować Żłóbek z bardzo efektownym obiektem świecącym na jego tle.

Mars świecący w gromadzie M44 we wrześniu 2013 roku. Fot. A. Olech

Na następną wizytę jasnej planety w M44 musimy poczekać do końca czerwca 2021 roku, kiedy zawita tam Mars. Niestety koniunkcja ta zniknie w blasku Słońca i nie będzie możliwa do obserwacji z terenu naszego kraju.

Kolejnym ciekawym obiektem, który znajdziemy w konstelacji Raka, jest gromada otwarta M67 (oznaczana także jako NGC 2682). Dojrzymy ją 8.5 stopnia poniżej M44 i 1.5 stopnia na zachód od gwiazdy Acubens (α Cancri). M67 nie jest aż tak jasna jak Żłóbek, bo jej blask szacuje się na 6.1 mag. Choć jest to jasność, która formalnie pozwala ją dojrzeć gołym okiem, duży rozmiar kątowy M67 (aż 30 minut) daje jej małą jasność powierzchniową, co czyni ją praktycznie niemożliwą do dojrzenia bez instrumentów optycznych. W efekcie gromadę odkrył Johann Gottfried Koehler i stało się to dopiero w roku 1779. Rok później, niezależnie od Koehlera, odkrył ją Charles Messier i dopisał do swojego katalogu.

Gromada Messier 67 sfotografowana przez teleskop projektu Sloan Digital Sky Survey. Źródło: Wikipedia.

Dla współczesnych lornetek nie stanowi ona zbyt dużego wyzwania. Dojrzymy ją bez problemów nawet przeglądowym modelem o obiektywie 42–50 mm, a nocne instrumenty klasy 8×56 czy 10.5×70 pokażą ją prawie w pełnej krasie.

To, czym wyróżnia się M67, to jej wiek. Nie jest ona najstarszą znaną nam gromadą otwartą, bo znamy kilka starszych, ale z grupy tych najbardziej wiekowych jest ona nam najbliższa, bo znajduje się w odległości niespełna 3000 lat świetlnych. Co więcej, jest najstarszą gromadą otwartą, która została włączona do katalogu Messiera.

Gromada Messier 67. Fot. M. Kałużny, Astrofotografia.pl

Jej zaawansowany wiek, który szacuje się na około 4 miliardy lat, powoduje, że najmasywniejsze gwiazdy przeszły na dalsze etapy ewolucji takie jak np. czerwony olbrzym, albo wręcz zakończyły już ją stygnąc jako białe karły. W gromadzie nie znajdziemy więc najbardziej gorących, najbardziej masywnych i najjaśniejszych gwiazd ciągu głównego (palących wodór w jądrach) należących do typów widmowych O, B i A. Nie brakuje tam za to gwiazd podobnych do Słońca o typie widmowym G, których liczba sięga ponad 100 sztuk, czyli ponad 20% całej populacji gromady.

Co ciekawe, choć napisaliśmy, że w gromadzie nie znajdziemy najjaśniejszych gwiazd ciągu głównego należących do wczesnych typów widmowych, twierdzenie to jest prawdziwe tylko i wyłącznie dla klasycznych gwiazd. One zdążyły już spalić całe zapasy wodoru w jądrze i przeszły na dalsze etapy ewolucji, w których reakcje w ich wnętrzach zachodzą dzięki syntezie helu, węgla lub nawet cięższych pierwiastków. Dokładna inspekcja diagramu barwa-jasność pokazuje kilka obiektów leżących na granicy typu widmowego B i A, z których najjaśniejsze emitują aż 50 razy więcej światła niż Słońce. Ze względu na ich położenie na owym diagramie, po niebieskiej stronie punktu odejścia od ciągu głównego, nazwano je błękitnymi maruderami. Leżą one bowiem w miejscu, w którym normalnych gwiazd gromady nie powinno już być, a one znalazły się tam na skutek nie do końca znanych powodów.

Porównanie diagramów barwa-jasność dla dwóch bardzo starych gromad otwartych M67 i NGC 188.

Najprostszym wytłumaczeniem powstania tego typu obiektów jest założenie, że powstały one później niż inne gwiazdy gromady. Kłóci się to jednak z modelami powstawania i ewolucji gromad otwartych i kulistych, które zdają się rodzić prawie jednocześnie podczas kolapsu pierwotnej chmury gazowo-pyłowej.

Obecnie wydaje się nam, że są dwie ścieżki, które mogą doprowadzić do powstania owych błękitnych maruderów. Pierwszy model zakłada, że są one wynikiem zderzenia dwóch zwykłych gwiazd. Takie zderzenie stanowi zastrzyk świeżej materii do reakcji termojądrowych i zapewnia wynikowemu obiektowi dłuższą młodość. Drugi scenariusz zakłada, że błękitni maruderzy powstają w układach podwójnych gwiazd. Masywniejsza z gwiazd układu ewoluuje szybciej, w pewnym momencie przechodzi do etapu czerwonego olbrzyma znacznie powiększając swoje rozmiary i tracąc sporą część wodorowej otoczki na rzecz swojego towarzysza. Nic nie stoi na przeszkodzie, żeby nawet w jednej gromadzie realizowane były oba te scenariusze i znajdujemy ostatnio coraz więcej dowodów, że tak jest faktycznie.

Lornetka Delta Optical Extreme 15×70 bez problemów pozwoli nam dojrzeć obie omawiane w tym tekśie gromady.

Jak zwykle nasza opowieść o ciekawych lornetkowych obiektach naszego nieba posłużyła do przemycenia odrobiny astrofizyki. Najciekawsza nawet teoria, aby stać się obowiązującą, musi przejść weryfikację eksperymentalną. Korzystając więc ze zbliżającego się czasu, w którym konstelacje Raka obserwować najłatwiej, zachęcam do wyjścia pod rozgwieżdżone niebo i zabrania ze sobą lornetki. M44 i M67 to wdzięczne obiekty, a ich odnalezienie i obserwacja może dać naprawdę sporo radości. Zachęcam!

Sponsorem cyklu „Niebo przez lornetkę” jest firma: