NEBULAE

Statue of Liberty Nebula

— NGC 3576 —

The Statue of Liberty Nebula NGC 3576 in Carina, its gas sculpted into a standing figure NGC 3576 SHO starless

Processed by Nicolas Rolland, Paris. 36.6 hours gathered by Martin Pugh at El Sauce Observatory, Rio Hurtado, Chile.

This image has been published in BBC Sky at Night — No. 185, October 2020 — Photo of the Month

The name comes from a shape somebody saw here. Look a moment longer and there are three or four others.

A hundred light-years of gas in Carina

NGC 3576 is an emission nebula about 9,000 light-years away in Carina, spanning roughly a hundred light-years — wide enough that it nearly fills this frame, and part of the same arm of the Milky Way as the Carina Nebula further along. Its popular name came from an outline that resembles a standing figure with a raised arm. The resemblance is not the object; it is the shape the gas happens to have taken, and the same field yields a wolf's head, a dragon, and the profile of a crocodile depending on where you look.

Sculpted by what it produced

Those shapes have a single cause. The nebula is a star-forming region, and the massive stars it has already made are now taking it apart: their ultraviolet ionises the gas, and their winds push it. A star of thirty solar masses does this at a rate that outpaces the cloud's own gravity, so the material gets carved back from wherever a hot star sits. The dark patches across the frame are the parts that have held out — clumps dense and opaque enough to block the glowing gas behind them, and dense enough to be the next places stars form.

The two horns

Two curved filaments loop out from one side of the nebula, and they are the reason this object is photographed as often as it is. They are thought to mark a breakout: an ionised region grows inside a dense cloud until it reaches the edge, and when it does, the hot gas escapes into the thinner medium beyond and streams away, dragging the boundary out into arcs. What the horns record is the moment a nebula stopped being contained.

Thirty-six hours, thirty of them narrowband

A Planewave CDK17 at f/6.8 with adaptive optics ahead of the sensor, from Rio Hurtado in February 2020 — thirty-six hours in all, thirty of them across H-alpha, OIII and SII in half-hour frames, and six across red, green and blue. The narrowband carries the nebula and the broadband carries the stars, which is why their colours here are real while the gas is a mapping. Half-hour subframes are what the sulphur line requires: SII is the weakest of the three by a wide margin, and ten hours of it is roughly what it takes to give the red channel anything to work with. What thirty-six hours does not reach is inside the dark clumps. Whatever is forming in there is wrapped in dust and radiates in the infrared, and no filter used here will see it.

Hubble palette (SHO): SII in the red channel, H-alpha in green, OIII in blue. The nebula's colours are a mapping of three emission lines, not a record of what the eye would see. The star colours are real, taken from the separate RGB frames.


Version française
Le nom vient d'une forme que quelqu'un a vue ici. Regardez un instant de plus et il y en a trois ou quatre autres.
 
NGC 3576 est une nébuleuse en émission située à environ 9 000 années-lumière dans la Carène, large d'une centaine d'années-lumière — assez pour remplir presque tout ce cadre, et appartenant au même bras de la Voie lactée que la nébuleuse de la Carène, un peu plus loin. Son nom populaire lui vient d'une silhouette qui évoque une figure debout, le bras levé. Cette ressemblance n'est pas l'objet : c'est la forme que le gaz a prise, et le même champ donne aussi une tête de loup, un dragon et le profil d'un crocodile selon l'endroit où l'on regarde.
 
Ces formes ont une seule cause. La nébuleuse est une région de formation d'étoiles, et les étoiles massives qu'elle a déjà fabriquées sont en train de la démonter : leur ultraviolet ionise le gaz, leurs vents le repoussent. Une étoile de trente masses solaires fait cela plus vite que la gravité du nuage ne le retient, si bien que la matière recule partout où se tient une étoile chaude. Les taches sombres du cadre sont les parties qui ont résisté — des grumeaux assez denses et assez opaques pour masquer le gaz brillant derrière eux, et assez denses pour être les prochains endroits où des étoiles se formeront.
 
Deux filaments incurvés s'échappent d'un côté de la nébuleuse, et c'est pour eux que cet objet est photographié aussi souvent. On y voit la trace d'une percée : une région ionisée grandit à l'intérieur d'un nuage dense jusqu'à en atteindre le bord, et lorsqu'elle y parvient, le gaz chaud s'échappe dans le milieu plus ténu et s'en va, entraînant la limite en arcs de cercle. Ces cornes enregistrent le moment où une nébuleuse a cessé d'être contenue.
 
Un Planewave CDK17 à f/6,8, optique adaptative devant le capteur, depuis Rio Hurtado, en février 2020 — trente-six heures en tout, dont trente réparties entre H-alpha, OIII et SII par poses d'une demi-heure, et six entre rouge, vert et bleu. La bande étroite porte la nébuleuse et la large bande porte les étoiles, ce qui explique que leurs couleurs soient ici les vraies quand celles du gaz sont une affectation. Les poses d'une demi-heure sont ce qu'exige la raie du soufre : le SII est de loin la plus faible des trois, et une dizaine d'heures représente à peu près ce qu'il faut pour donner au canal rouge de quoi travailler. Ce que trente-six heures n'atteignent pas, c'est l'intérieur des grumeaux sombres. Ce qui s'y forme est enveloppé de poussière et rayonne dans l'infrarouge, et aucun filtre utilisé ici ne le verra.
 
Palette Hubble (SHO) : le SII occupe le canal rouge, le H-alpha le vert, l'OIII le bleu. Les couleurs de la nébuleuse sont l'affectation de trois raies d'émission et non un relevé de ce que verrait l'œil. Les couleurs des étoiles sont réelles, prises sur les poses RGB séparées.

Technical data
OpticsPlanewave CDK17 f/6.8
CameraSBIG STXL-11002 (AOX)
MountParamount ME
FiltersHa, OIII, SII, R, G, B
PaletteSHO SII → red · Ha → green · OIII → blue
LocationEl Sauce Observatory, Rio Hurtado, Chile
DateFebruary 2020
Exposures36.6 hours Ha 20 × 1800 sec · OIII 20 × 1800 sec · SII 20 × 1800 sec · R 8 × 1200 sec · G 8 × 1200 sec · B 8 × 1200 sec
SoftwarePixinsight, Photoshop
CopyrightsNicolas Rolland & Martin Pugh
Finding chart Statue of Liberty Nebula — finding chart
RA11h 12m 21.9s Dec-61° 14′ 04.6″ Size41.7 × 21.7 arcmin Orientationup is 37.3° E of N ConstellationCarina