NEBULAE

The Pencil Nebula

— NGC 2736 —

The Pencil Nebula NGC 2736, a shock front from the Vela supernova still ploughing through the gas

Processed by Nicolas Rolland, Paris. 30 hours gathered by Greg Turgeon at Deep Sky West, Rio Hurtado, Chile.

Blue here means the gas is still hot. Red means it has already cooled. The colours in this image are a measurement.

A fragment of something eight degrees wide

NGC 2736 belongs to the Vela supernova remnant, the debris of a star that exploded about 11,000 years ago in the southern constellation Vela, 815 light-years away. No record of the event survives, though it would have been 250 times brighter than Venus and visible in broad daylight from the southern hemisphere. What is left at the centre is a pulsar — the collapsed core of the star, spinning. The remnant now spans some eight degrees of sky. This frame covers thirty-six arcminutes of it.

A sheet seen edge-on

The pencil shape is a matter of viewing angle. What is actually there is a thin sheet of gas, and we happen to be looking along it rather than at it, which compresses the whole structure into a line. The sheet exists because the expanding shock wave has run into a denser region of interstellar gas — the collision is what makes it glow, and the ripples along its length are the shock finding the material uneven. It is still moving, at around 640,000 kilometres an hour. That works out to fifteen arcseconds a century, which is slow enough to look static and fast enough to measure on plates taken decades apart.

The colours are a cooling curve

When the shock hits, the gas is heated to millions of degrees. It then cools, and it emits visible light on the way down — which means the light coming from any part of this nebula depends on how long ago that part was struck. The regions still hot enough to hold doubly ionised oxygen give off the OIII line, mapped here to blue. The regions that have cooled further emit hydrogen alpha, mapped to red. The false colours in this image are not arbitrary: they follow a physical quantity, and reading across the nebula from blue to red is reading forward in time.

Thirty hours, and one frame of an ongoing collision

A Planewave CDK17 at f/6.8 with an FLI ML16803, from Rio Hurtado in January 2021 — thirty hours in all, with eleven in H-alpha and eight and a half in OIII at half an hour a frame, and the rest in luminance and colour at ten minutes. The two narrowband lines carry the two temperature regimes, and the broadband carries the stars, whose colours here are their own. The oxygen is the harder half: it marks the most recently shocked gas, which is also the thinnest, and eight hours is what it takes to separate it from the background. What thirty hours holds is a fragment. The Vela remnant runs across eight degrees of sky and this frame takes in less than one per cent of it, at one moment of a collision that has been going on for eleven thousand years. Greg Turgeon gathered the data at Deep Sky West.

HOO palette: H-alpha in the red channel, OIII in green and blue. The nebula's colours are not its true colours, but here they track the temperature of the gas. The star colours are real, taken from the separate RGB frames.

This image has been selected by/span> APOD GrAGApril 17, 2021

Version française
Le bleu, ici, signale un gaz encore chaud. Le rouge, un gaz déjà refroidi. Les couleurs de cette image sont une mesure.
 
NGC 2736 appartient au vestige de la supernova des Voiles, les débris d'une étoile qui a explosé il y a environ 11 000 ans dans cette constellation australe, à 815 années-lumière. Aucune trace de l'événement n'a été conservée, alors qu'il aurait été 250 fois plus brillant que Vénus et visible en plein jour depuis l'hémisphère sud. Ce qu'il en reste au centre est un pulsar — le cœur effondré de l'étoile, en rotation. Le vestige s'étale aujourd'hui sur quelque huit degrés de ciel. Ce cadre en couvre trente-six minutes d'arc.
 
La forme de crayon tient à l'angle de vue. Ce qui se trouve là est une feuille de gaz mince, et nous la regardons par la tranche plutôt que de face, ce qui ramène toute la structure à une ligne. Cette feuille existe parce que l'onde de choc en expansion a rencontré une région plus dense du milieu interstellaire — c'est cette collision qui la fait briller, et les ondulations qui la parcourent sont le choc trouvant la matière inégale. Elle se déplace encore, à quelque 640 000 kilomètres à l'heure. Cela représente quinze secondes d'arc par siècle : assez lent pour paraître immobile, assez rapide pour se mesurer sur des plaques prises à des décennies d'écart.
 
Quand le choc frappe, le gaz est porté à des millions de degrés. Il refroidit ensuite, et c'est en refroidissant qu'il émet de la lumière visible — ce qui signifie que la lumière venue d'un point quelconque de cette nébuleuse dépend du moment où ce point a été frappé. Les régions encore assez chaudes pour maintenir de l'oxygène doublement ionisé émettent la raie OIII, affectée ici au bleu. Celles qui ont refroidi davantage émettent en hydrogène alpha, affecté au rouge. Les fausses couleurs de cette image ne sont pas arbitraires : elles suivent une grandeur physique, et lire la nébuleuse du bleu vers le rouge, c'est lire en avançant dans le temps.
 
Un Planewave CDK17 à f/6,8 avec une FLI ML16803, depuis Rio Hurtado, en janvier 2021 — trente heures en tout, dont onze en H-alpha et huit et demie en OIII par poses d'une demi-heure, le reste en luminance et en couleur par poses de dix minutes. Les deux raies en bande étroite portent les deux régimes de température, et la large bande porte les étoiles, dont les couleurs sont ici les leurs. L'oxygène est la moitié difficile : il marque le gaz frappé le plus récemment, qui est aussi le plus ténu, et huit heures représentent ce qu'il faut pour le détacher du fond. Ce que trente heures retiennent est un fragment. Le vestige des Voiles court sur huit degrés de ciel et ce cadre en prend moins d'un pour cent, à un instant d'une collision qui dure depuis onze mille ans. Greg Turgeon a rassemblé les données à Deep Sky West.
 
Palette HOO : le H-alpha occupe le canal rouge, l'OIII les canaux vert et bleu. Les couleurs de la nébuleuse ne sont pas ses vraies couleurs, mais elles suivent ici la température du gaz. Les couleurs des étoiles sont réelles, prises sur les poses RGB séparées.

Technical data
OpticsPlanewave CDK17 @ f/6.8
CameraFLI ML 16803
Mount10Micro GM3000
FiltersHa, OIII, L, R, G, B
LocationDeep Sky West, Rio Hurtado, Chile
DateJanuary 2021
Exposures30 hours Ha 22 × 1800 sec · OIII 17 × 1800 sec · L 24 × 600 sec · R 24 × 600 sec · G 24 × 600 sec · B 23 × 600 sec
SoftwarePixinsight, CCDstack, Photoshop
CopyrightsNicolas Rolland & Greg Turgeon
Finding chart The Pencil Nebula — finding chart
RA08h 59m 42.3s Dec-46° 02′ 01.7″ Size36.4 × 29.8 arcmin Orientationup is 90° E of N ConstellationVela