ホムンクルス星雲

ホムンクルス星雲

散光星雲
反射星雲
観測データ: J2000 エポック
赤経	10時間45分3.6秒[1]
偏角	−59° 41′ 04″ [1]
距離	7,500 光年
見かけの等級（V）	6.21 (-0.8–7.9) (中心星を含む)
見かけの寸法（V）	18インチ[2]
星座	カリーナ
身体的特徴
半径	0.29 [2] 光年
注目すべき機能	双極星雲
参照:星雲の一覧

ホムンクルス星雲は、約1億光年離れた巨大な恒星系イータカリーナを取り囲む双極の 放射・反射星雲です。7,500 光年（イータカリーナ星雲は、地球から2,300 パーセク離れたところにあります。この星雲は、はるかに大きなカリーナ星雲、つまり大きな星形成 HII領域の中に埋め込まれています。ラテン語の homunculus（小さな人）に由来するこの星雲は、地球で観測される約7,500年前の1838年から1845年に起こった大噴火でイータカリーナから噴出したガスで構成されています。 ^[3]また、非常に明るい中心星系からの光の多くを吸収し、それを赤外線（IR）として再放射する塵も含まれています。これは、中赤外線波長で空で最も明るい天体です。^[4]

ホムンクルスの中にはさらに小さなリトルホムンクルスがおり、その中にはベビーホムンクルスと呼ばれる恒星風の衝撃を受けた物質の殻がある。^[2]

1914年、イータカリーナには微かな伴星があり、恒星ではないことが報告された。^[5] 1944年と1945年の観測では、周囲にやや細長い星雲が見られた。幅5インチ、長さは10インチ。19世紀半ばの爆発で発生したものと一致する速度で膨張していると測定された。当時、星雲の形状は中央の膨らみと北西の1つの大きな塊、南東の2つの小さな突出部を示しており、ホムンクルスと表現されていた。^[6] ほぼ同時期に行われた他の観測では、より大きく淡い緑色の星雲の中に強いオレンジ色の中央領域が描かれていた。ある論文では、それが「赤いスペードひげ」のように見えると表現した。^[7]

ホムンクルスは2つの葉から成り、地球から見た方向に基づいて北西（NW）と南東（SE）と呼ばれます。それぞれ約幅7インチ×長さは5インチ。また、特定の波長の深部画像でかすかに確認できる、赤道上の不規則なスカート状の物質も存在する。ローブの大部分は空洞で、物質は極に向かって強く集中している。^{[2] [8]}

赤道スカートにはローブと同じ年齢の物質が含まれているようで、ローブよりも若い。ローブよりもはるかに小さな物質の塊が含まれており、主に赤道緯度で最も簡単に逃げる反射光によって輝いている。ローブに比べて塵が少なく、分子状水素もほとんどない。^[9]

双極星雲は、北西ローブが南東ローブよりも地球から遠くなるように角度が付けられています。星雲全体が膨張しているため、中心の光源に対して南東ローブは青方偏移し、北西ローブは赤方偏移しています。ローブにはホムンクルス星雲の物質の大部分が含まれており、極に向かって集中している比較的薄い殻になっています。殻は、内側の暖かい領域と、より質量のある外側の冷たい皮の 2 つの要素で構成されています。殻は滑らかで薄いため、わずか 5 年で放出されたと考えられますが、殻内にはより厚い塵の筋が見られます。^[9]

各ローブには極の「穴」があるが、それがローブの殻の実際の隙間なのか、それとも単に深い窪みなのかは不明である。各極の穴の周囲には「溝」がある。溝はローブの軸を中心とするほぼ半円として見えるが、完全な円を形成することもある。ローブには他にも不規則な小さな窪みや突起があり、それらは対称的で、各ローブに同じ特徴が現れる。これには、各ローブに 1 つずつある緯度約 10 度の平らな突起 (図示モデルでは「突起」と表示) と、赤道スカートの近くに他の小さな突起がある。^[8]

星雲の質量を直接測定することはできない。しかし、塵の量は比較的正確に測定でき、ガスと塵の比率の推定値を使用して総質量を計算することができる。塵の総質量は 0.4  M _☉と計算され、ホムンクルス自体には最大 40  M _☉のガスが含まれていると推定される。ほぼ同量の物質が、それ以前に形成されたが、過去 1000 年以内に形成された外部噴出物内に検出されている。以前の計算では、10-15  M _{☉というコンセンサス推定値が出されていた}^[11]。

初期のスペックル干渉法では、ホムンクルスの中心部に4つの点状の光源があり、当初はA1、A2、A3、A4と名付けられていた。^[12] 4つのスペックル天体は後にA、B、C、Dと呼ばれるようになった。高解像度の研究により、最も明るい光源Aだけが真の恒星であり、他の3つは小さな星雲の凝縮であることがわかった。3つのワイゲルト・ブロブは、主にイータ・カリーナ星から直接反射された光で見える。ブロブは恒星系の赤道面近くにあると考えられているが、その起源は不明である。その速度は測定されているが、不確実性はあるものの、1890年の爆発または1941年の出来事で放出された可能性がある。状況は、強烈な恒星風によってそのゆっくりとした動きが加速する可能性が高いことでさらに複雑になっている。^[13]

ホムンクルスのスペクトルは複雑で、電磁スペクトルの波長にわたる反射、熱、および放射成分で構成されています。支配的な特徴は、内部の星によって加熱された塵からの黒体放射です。これに重なる部分は、星雲内の密集した特徴から主に反射された星自体からの光で、強い可視光線と紫外線スペクトル線が放射されています。また、イオン化されたガスが低速で移動する物質と衝突したり、星からの高エネルギー電磁放射によって励起されたりすることで、放出される輝線もあります。イオン化放射は惑星状星雲に似ていますが、中心星の温度が低いため、イオン化レベルは低くなります。最も強い線は [Fe  ii ] と [N  ii ] で、星自体の恒星風からのものと似ていますが、プロファイルが狭くなっています。^[9]

噴出物の外縁部の衝撃波は数百万ケルビンまで加熱され、X 線放射を放出します。ホムンクルスのローブからは、水素の21 cm ラインでの放射を含む大量の電波が放出されます。

ホムンクルスのローブの反射スペクトルは位置によって変化するが、これは中心星が表面の緯度によって異なる放射線を発するためである。これはそのような効果が観測できる唯一の星である。^[9]

ホムンクルスは、イータカリーナからの大規模な爆発で放出されました。この爆発による光は 1841 年に地球に届き、イータカリーナは一時的にシリウスに次いで全天で 2 番目に明るい星になりましたが、放出されたガスと塵によってその光の多くは不明瞭になっています。超新星に近い爆発によって 2 つの極ローブと、大きくて薄い赤道円盤が生まれ、すべて最大 670 km/s (1,500,000 mph) の速度で外側に動いています。

ホムンクルス星雲は、極めて若い年齢から生じたと考えられる、事実上ユニークな構造である。つまり、その形状と構造は、周囲の星間物質との相互作用ではなく、ほぼ完全に元の噴出によるものである。2 つのローブの間のくびれが、周囲の高密度物質から「挟み込まれる」ことによって形成されたという説は反証されており、双極殻は、物質の集中した極流出によって生じ、赤道スカートは、殻の最も薄い部分から放出された物質の高速放出によって形成されたと考えられている。^[8] 恒星の回転軸、または連星軌道に沿って優先的に物質が放出されるのは、イータカリーナ A 自体の回転が原因で、極に向かって質量損失が大きくなるためである可能性がある。^[9]

双極殻の薄さは、約5年以内に放出されたことを示唆している。^[9] 殻の非常に滑らかな構造に見られる不規則性は、2つの中心星の風の相互作用と軌道運動から生じたものと推測されている。^[8]

星雲の膨張の分析により、その形成時期が1847.1 ± 0.8 年。この日付は明るさのピークや二次星の近点通過の推定値と一致しない。 ^[14]

ホムンクルス星雲とイータカリーナ星雲は、トランプラー 16 やカリーナ星雲とほぼ同じ距離にあると推定されていますが、これらの天体までの距離はそれほど正確にはわかっていません。その代わりに、ホムンクルス星雲自体の距離は、その膨張の測定値を使用して計算できます。ホムンクルス ローブの薄い殻内の特定の場所の速度は、ローブが対称であると仮定して、そのポイントでのスペクトル線のドップラーシフトを使用して測定できます。スペクトルには 2 つの異なるドップラーシフトがあります。1 つは直接の輝線用で、もう 1 つはイータカリーナ A からの反射線用です。直接の線ドップラーシフトは、視線上に投影された殻の膨張速度を示します。イータカリーナの大噴火に起源があり、膨張速度が一定であると仮定すると、これは視線に沿って投影された中心星からの殻の直線距離を示します。反射線ドップラーシフト速度と直線速度の差は、大噴火以来一定速度で膨張していると仮定して、中心星からの殻の距離を与えます。

中心星から特定の角度距離にあるホムンクルスのスペクトルを観測すると、その点から中心星までの実際の直線距離が示され、これが距離を定義します。この方法で得られた値は約2.3kpc （誤差範囲約）100 個[ 14 ^{] [9] [15]}

同じ計算により、視線に対するホムンクルスの軸の傾きも算出されます。これは41°、または空の平面に対して49°であることが判明し、これは「側面」よりも「端」に少し傾いていることを意味します。^{[9] [15]}

• 3D ホムンクルス星雲天文写真2014 年 7 月 17 日
• 拡大するホムンクルス星雲 今日の天文写真 (アニメーション GIF)
• 小さなホムンクルスと蝶星雲