NEBULAE

The Edge of the Pelican

— IC 5070, close-up —

IC 5070, the Pelican Nebula in Cygnus, a close-up on its winding dark dust lane, in 9 hours of SHO

Processed by Nicolas Rolland, Paris. 9 hours gathered by Roboscope at Apollo 11 Observatory, Fregenal de la Sierra, Spain.

This is the boundary itself, at a third of an arcsecond per pixel. The wide view shows where the shape comes from; this one shows what it is made of.

Where the front meets the dust

The dark lane that draws the pelican's outline is not a clean edge. Along it, the ionisation front driven by the hot star hidden behind the cloud is working into the cold material — and where the material is dense enough to resist, it survives as a ridge or a column while everything around it is converted. The result is a boundary made of protrusions, each one a piece of cloud that was harder to remove than its neighbours.

Not Deneb

The source has been credited to Deneb for a long time, on the grounds that it lies in the same direction and is one of the most luminous stars in the sky. It is also at about 2,600 light-years, against 1,800 for the nebula. The star actually doing the work was identified in 2005: an O-type star embedded in the dust between IC 5070 and the North America Nebula, catalogued 2MASS J20555125+4352246, invisible at optical wavelengths.

Three lines, three depths

At this scale the choice of narrowband filters stops being a matter of colour. Where an ionisation front works into a cloud, the three lines used here do not come from the same place: OIII is emitted closest to the source, where the radiation is hardest, H-alpha behind it, and SII in the cooler layer furthest in, where the gas is only partly ionised. The front is therefore stratified, and at a third of an arcsecond per pixel that stratification is wide enough to resolve. The colour gradient across each ridge is not decoration — it is a reading of how deep the radiation has got.

Nine hours at a third of an arcsecond

A Planewave CDK17 of 432 millimetres at f/6.8, with a CMOS sensor sampling at 0.314 arcseconds per pixel, from Fregenal de la Sierra in August 2024 — 540 frames over nine hours, in SII, H-alpha and OIII. That sampling is four to five times finer than the wide-field view of the same object, and it is what the subject is for: the ridges along the front are a few arcseconds across, and at a coarser scale they merge into a smooth edge. Nine hours is short for narrowband, and it shows in the faint outer material rather than in the ridge — the front is bright, and it is the part of this nebula that nine hours will carry. Gathered by Roboscope at the Apollo 11 Observatory.

Hubble palette (SHO): SII in the red channel, H-alpha in green, OIII in blue. The colours are a mapping of three emission lines, not a record of what the eye would see.


Version française
C'est la limite elle-même, à un tiers de seconde d'arc par pixel. La vue large montre d'où vient la forme ; celle-ci montre de quoi elle est faite.
 
La bande sombre qui dessine le contour du pélican n'est pas un bord net. Le long de cette limite, le front d'ionisation poussé par l'étoile chaude cachée derrière le nuage travaille la matière froide — et là où celle-ci est assez dense pour résister, elle subsiste sous forme de crête ou de colonne quand tout ce qui l'entoure est converti. Il en résulte une limite faite de saillies, chacune étant un morceau de nuage plus difficile à emporter que ses voisins.
 
On a longtemps crédité Deneb de cet éclairement, au motif qu'elle se trouve dans la même direction et compte parmi les étoiles les plus lumineuses du ciel. Elle est aussi à quelque 2 600 années-lumière, contre 1 800 pour la nébuleuse. L'étoile qui fait réellement le travail a été identifiée en 2005 : une étoile de type O enfouie dans la poussière entre IC 5070 et la nébuleuse de l'Amérique du Nord, cataloguée 2MASS J20555125+4352246, invisible en lumière visible.
 
À cette échelle, le choix des filtres à bande étroite cesse d'être une question de couleur. Là où un front d'ionisation travaille un nuage, les trois raies utilisées ici ne proviennent pas du même endroit : l'OIII est émis au plus près de la source, là où le rayonnement est le plus dur, le H-alpha derrière lui, et le SII dans la couche plus froide située plus loin encore, où le gaz n'est qu'en partie ionisé. Le front est donc stratifié, et à un tiers de seconde d'arc par pixel cette stratification est assez large pour être résolue. Le dégradé de couleur qui traverse chaque crête n'est pas un ornement : c'est une lecture de la profondeur atteinte par le rayonnement.
 
Un Planewave CDK17 de 432 millimètres à f/6,8, avec un capteur CMOS échantillonnant à 0,314 seconde d'arc par pixel, depuis Fregenal de la Sierra, en août 2024 — 540 poses sur neuf heures, en SII, H-alpha et OIII. Cet échantillonnage est quatre à cinq fois plus fin que celui de la vue large du même objet, et c'est ce que le sujet demande : les crêtes le long du front mesurent quelques secondes d'arc, et à une échelle plus grossière elles se fondent en un bord lisse. Neuf heures, c'est court pour de la bande étroite, et cela se voit sur la matière extérieure la plus faible plutôt que sur la crête — le front est brillant, et c'est la partie de cette nébuleuse que neuf heures permettent de tenir. Données rassemblées par Roboscope à l'observatoire Apollo 11.
 
Palette Hubble (SHO) : le SII occupe le canal rouge, le H-alpha le vert, l'OIII le bleu. Ces couleurs sont l'affectation de trois raies d'émission, non un relevé de ce que verrait l'œil.

Technical data
OpticsPlanewave CDK17 @ F/6.8 Dall Kirkham
CameraFLI Kepler 4040fi CMOS
MountPlanewave L-500
FiltersSII, Ha, OIII
PaletteSHO SII → red · Ha → green · OIII → blue
LocationApollo 11 Observatory, Fregenal de la Sierra, Badajoz Extremadura, Spain
DateAugust 2024
Exposures9 hours Ha 120x 60 sec, OIII 180 x 60 sec, SII 240 x 60 sec
Distance~1,800 ly
SoftwarePixinsight, Photoshop
CopyrightsNicolas Rolland & Roboscope
Finding chart ic-5070-nebula-sho-close-up-chart
RA20h 50m 55.5s Dec+44° 26' 38.3" Size40.8 x 40.8 arcmin OrientationUp is 2.4 degrees E of N ConstellationCygnus