NEBULAE

Eskimo Nebula

— NGC 2392 —

The Eskimo Nebula NGC 2392 in Gemini, a planetary nebula with two concentric shells of gas, in 8 hours of SHO

Processed by Nicolas Rolland, Paris. 8 hours gathered at El Sauce Observatory, Rio Hurtado, Chile.

Everything in this nebula fits inside 54 arcseconds. Two shells, a ring of filaments, and a row of comet-shaped knots, all of it under a minute of arc.

Two shells, ten thousand years apart from nothing

NGC 2392 is a planetary nebula in Gemini, close to δ Geminorum, about 6,500 light-years away. William Herschel found it in 1787. What it holds is the outer atmosphere of a dying star, shed and then lit from within: the star at the centre is now hot enough to be classed O-type, and its ultraviolet is what makes the gas glow. The whole structure is around ten thousand years old, which for a nebula of this kind is middle-aged — old enough to have two distinct shells, young enough that neither has dispersed.

The knots in the outer shell

The outer shell is not smooth. It carries a ring of dense knots, each drawn out into a tail pointing away from the star — the same shape a comet takes, and for a related reason: a fast wind from the central star is streaming past clumps of denser material and eroding them from the front. Each of these knots is roughly a light-year long. They mark where the shell is coming apart, and they are the part of the nebula that changes fastest.

Fifty-four arcseconds

All of that is contained in an apparent width of 0.90 arcminutes. At 6,500 light-years the nebula measures a little under two light-years across, and on the sky it covers less than a sixtieth of a degree — a field this frame gives eighteen arcminutes to. Nothing about a planetary nebula this small is a question of how faint it is; at magnitude 9.1 it is not faint. It is a question of how much detail survives inside a target smaller than the seeing disc on a poor night.

Six hours at 24 inches, two hours at a metre

The colour came from a Planewave CDK24 at f/6.5 with an FLI ProLine PL9000, at El Sauce between November 2021 and January 2022 — six hours across H-alpha, OIII and SII in ten-minute frames. That set the palette and left the core softer than the subject deserved. The luminance came from a second instrument at the same site: an ASA RC-1000AZ, a one-metre telescope, for two hours of H-alpha in five-minute frames. Two hours on a metre of aperture resolved what six hours on 24 inches could not — the filaments in the inner lobe and the cometary knots on the outer shell. On a target 54 arcseconds wide the limit is resolution, and resolution does not accumulate: more hours on the smaller telescope would have produced a cleaner version of the same soft core.

The comparison below is a single frame from each telescope: 300 seconds in H-alpha with the ASA RC-1000AZ, and 600 seconds in H-alpha with the Planewave CDK24.

NGC 2392 comparison

Comparison between ASA RC-1000AZ (1*300s Ha filter) and PLANEWAVE CDK24 (1*600s Ha filter)

This image has been selected by Telescope.LiveFebruary 1, 2022

Version française
Tout ce que contient cette nébuleuse tient dans 54 secondes d'arc. Deux coquilles, une couronne de filaments, une rangée de nœuds en forme de comète, le tout sous une minute d'arc.
 
NGC 2392 est une nébuleuse planétaire des Gémeaux, proche de δ Geminorum, à environ 6 500 années-lumière. William Herschel l'a découverte en 1787. Ce qu'elle renferme est l'atmosphère extérieure d'une étoile mourante, expulsée puis éclairée de l'intérieur : l'étoile centrale est aujourd'hui assez chaude pour être classée de type O, et son rayonnement ultraviolet est ce qui fait briller le gaz. L'ensemble a quelque dix mille ans, ce qui pour une nébuleuse de ce genre correspond à la maturité — assez vieille pour avoir deux coquilles distinctes, assez jeune pour qu'aucune ne se soit dissipée.
 
La coquille externe n'est pas lisse. Elle porte une couronne de nœuds denses, chacun étiré en une queue dirigée à l'opposé de l'étoile — la forme d'une comète, et pour une raison voisine : un vent rapide venu de l'étoile centrale contourne des grumeaux de matière plus dense et les érode par l'avant. Chacun de ces nœuds mesure environ une année-lumière. Ils marquent l'endroit où la coquille se défait, et ce sont les parties de la nébuleuse qui évoluent le plus vite.
 
Tout cela tient dans une largeur apparente de 0,90 minute d'arc. À 6 500 années-lumière, la nébuleuse mesure un peu moins de deux années-lumière, et sur le ciel elle couvre moins d'un soixantième de degré — dans un cadre qui en offre dix-huit minutes. Rien de ce qui rend une nébuleuse planétaire aussi petite difficile ne tient à sa faiblesse : à la magnitude 9,1, elle n'est pas faible. Tout tient à la quantité de détail qui survit dans une cible plus petite que le disque de turbulence d'une mauvaise nuit.
 
La couleur vient d'un Planewave CDK24 à f/6,5 équipé d'une FLI ProLine PL9000, à El Sauce, entre novembre 2021 et janvier 2022 — six heures réparties entre H-alpha, OIII et SII, en poses de dix minutes. Cela a fixé la palette et laissé le cœur plus mou que le sujet ne le méritait. La luminance vient d'un second instrument sur le même site : un ASA RC-1000AZ, un télescope d'un mètre, pour deux heures de H-alpha en poses de cinq minutes. Deux heures sur un mètre d'ouverture ont résolu ce que six heures sur 24 pouces ne pouvaient pas — les filaments du lobe intérieur et les nœuds cométaires de la coquille externe. Sur une cible de 54 secondes d'arc, la limite est la résolution, et la résolution ne s'accumule pas : davantage d'heures sur le plus petit instrument auraient donné une version plus propre du même cœur mou.
 
Le comparatif ci-dessous porte sur une seule pose de chaque instrument : 300 secondes en H-alpha avec l'ASA RC-1000AZ, et 600 secondes en H-alpha avec le Planewave CDK24.

Technical data
Telescope 1
OpticsPlaneWave CDK24 @ f/6.5
CameraFLI ProLine PL9000
MountMathis MI-1000/1250 with absolute encoders
FiltersHa, OIII, SII
LocationEl Sauce Observatory, Rio Hurtado, Chile
DateNovember 2021 to January 2022
Exposures6 hours Ha 12 × 600 sec · OIII 12 × 600 sec · SII 12 × 600 sec
Telescope 2
OpticsASA RC-1000AZ @ f/6.8
CameraFLI PL16803
MountASA Alt-Az Direct Drive Mount
FiltersHa
LocationEl Sauce Observatory, Rio Hurtado, Chile
DateJanuary 2022
Exposures2 hours Ha 24 × 300 sec
PaletteSHO Ha from the RC-1000AZ also used as a luminance layer
Exposures8 hours in total
Distance6,500 ly
SoftwarePixinsight, CCDstack, Photoshop
CopyrightsNicolas Rolland & Telescope.Live
Finding chart NGC 2392 — finding chart
RA07h 29m 10.0s Dec+20° 54′ 36.0″ Size18.6 × 18.6 arcmin Orientationup is −101° E of N ConstellationGemini