Hubble's Variable Nebula
NGC 2261
Processed by Nicolas Rolland, Paris. 19.6 hours gathered at El Sauce Observatory, Rio Hurtado, Chile.
This nebula changes shape within weeks. The data behind this image were gathered over three months, which means the thing it shows did not stay still while it was being recorded.
A fan lit by one star
NGC 2261 is a reflection nebula in Monoceros, about 2,500 light-years away, wrapped around the variable star R Monocerotis. It measures two by four arcminutes and is thought to be an outlying part of the much larger NGC 2264 complex, only a degree away. R Monocerotis is a binary: a young B-class star of around ten solar masses with a smaller companion.
Herschel, then Hubble, then Palomar
William Herschel found it in 1783 and took it for a comet. The variability of the star was noticed in 1861, but it was not until 1916 that Edwin Hubble established that the nebula itself changes — brightening and dimming by as much as two magnitudes over months or years. The object has carried his name since. In 1949 it was the first target of the 200-inch Hale telescope at Palomar, then the largest in the world.
Shadows, not eruptions
The changes are not the star flaring. Dusty material orbits R Monocerotis close in, and as it moves it casts shadows outward across the fan — the same way a cloud crossing the sun moves a dark patch over a landscape. What varies is not how much light the star produces but which parts of the nebula receive it. The pattern of light and shade in any image of this object is a snapshot of where that material happened to be.
Three months of a changing subject
A CDK24 at f/6.5 from Rio Hurtado, with frames taken between December 2020 and February 2021 — luminance in two exposure lengths, ten minutes and five, with only a token amount of red, green and blue. The imbalance is deliberate: this is a monochrome subject, a fan of scattered light whose interest is structure rather than colour, and the two luminance lengths exist to hold the bright inner region and the faint outer fan in the same frame. The three-month span is the awkward part. Shadows measurably crossed this nebula during that period, so the image is not a moment but an average of several — the shape shown is real, and it is not the shape on any single night.
Cette nébuleuse change de forme en quelques semaines. Les données de cette image ont été rassemblées sur trois mois, ce qui veut dire que le sujet n'est pas resté immobile pendant qu'on l'enregistrait.
NGC 2261 est une nébuleuse par réflexion de la Licorne, à environ 2 500 années-lumière, enveloppant l'étoile variable R Monocerotis. Elle mesure deux minutes d'arc sur quatre et serait une partie excentrée du complexe bien plus vaste NGC 2264, situé à un degré de là. R Monocerotis est un système binaire : une jeune étoile de classe B d'une dizaine de masses solaires et un compagnon plus petit.
William Herschel l'a découverte en 1783 et l'a prise pour une comète. La variabilité de l'étoile a été remarquée en 1861, mais il a fallu attendre 1916 pour qu'Edwin Hubble établisse que la nébuleuse elle-même varie — s'éclaircissant et s'assombrissant de deux magnitudes sur des mois ou des années. Elle porte son nom depuis. En 1949, elle a été la première cible du télescope Hale de cinq mètres au Mont Palomar, alors le plus grand du monde.
Ces variations ne sont pas des sursauts de l'étoile. De la matière poussiéreuse orbite tout près de R Monocerotis, et son déplacement projette des ombres vers l'extérieur, à travers l'éventail — comme un nuage passant devant le soleil promène une tache sombre sur un paysage. Ce qui varie n'est pas la quantité de lumière produite par l'étoile, mais les parties de la nébuleuse qui la reçoivent. La répartition des clairs et des ombres, sur n'importe quelle image de cet objet, est un instantané de l'endroit où cette matière se trouvait.
Un CDK24 à f/6,5 depuis Rio Hurtado, avec des poses réparties entre décembre 2020 et février 2021 — de la luminance en deux durées, dix minutes et cinq, avec une quantité symbolique de rouge, de vert et de bleu. Ce déséquilibre est délibéré : le sujet est monochrome, un éventail de lumière diffusée dont l'intérêt tient à la structure et non à la couleur, et les deux durées de luminance servent à tenir dans un même cadre la région centrale brillante et l'éventail extérieur faible. L'étalement sur trois mois est la partie gênante. Des ombres ont traversé cette nébuleuse de façon mesurable pendant cette période : l'image n'est donc pas un instant mais la moyenne de plusieurs — la forme montrée est réelle, et ce n'est la forme d'aucune nuit en particulier.
TECHNICAL DATA
ACQUISITION DETAILS
OPTICS Planewave CDK24 @ F/6.5
CAMERA FLI ProLine PL9000
MOUNT Mathis MI-1000/1250
FILTERS L, R, G, B
LOCATION El Sauce Observatory, Rio Hurtado, Chile
DATE December 2020 to February 2021
EXPOSURES 19.6 hours (L 48 x 600 sec, L 73 x 300s, R 4 x 600 sec, G 3 x 600 sec, B 3 x 600 sec)
PROCESSING SOFTWARE Pixinsight, CCDstack, Photoshop
COPYRIGHTS Nicolas Rolland & Telescope.Live
TARGET DETAILS
RA 06h 39m 09.2s
DEC +08° 45' 35.6"
SIZE 14 x 14 arcmin
ORIENTATION Up is 359 degrees E of N
CONSTELLATION Monoceros
DISTANCE 2,500 ly