How big is Mgławica Pierścień?

Mgławica Pierścień to świecąca otoczka gazu odrzucona przez umierającą gwiazdę, oddalona o około 2600 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Lutni. Rok świetlny, czyli odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku, to około 9,46 biliona kilometrów. Jasny pierścień mgławicy ma około 1 roku świetlnego, czyli mniej więcej 10 bilionów kilometrów, średnicy. Znacznie słabsze halo gazu wokół pierścienia ma około 3 lat świetlnych średnicy.

Rozmiar

Mgławica Pierścień to mgławica planetarna: zewnętrzne warstwy gwiazdy, odrzucone pod koniec jej życia. Podobnie jak każdy obłok gazu, nie ma ostrej krawędzi, więc jej rozmiar zależy od tego, którą część się mierzy.

Jasny pierścień jest lekko owalny. Na zdjęciach z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba jego zewnętrzna krawędź ma na niebie około 88 na 70 sekund kątowych, przy czym sekunda kątowa to 1/3600 stopnia. W odległości mgławicy to około 1,1 na 0,9 roku świetlnego. NASA opisuje mgławicę jako mającą mniej więcej 1 rok świetlny średnicy.

Przeliczenie kąta na długość wymaga znajomości odległości. Najlepszy pomiar pochodzi z kosmicznego teleskopu Gaia. Zmierzył on paralaksę gwiazdy centralnej: drobne przesunięcie położenia gwiazdy, gdy Ziemia krąży wokół Słońca. Z tego wynika, że mgławica jest oddalona o około 2600 lat świetlnych, z możliwym błędem około 100 lat świetlnych w obie strony.

Za jasnym pierścieniem leży słabe halo. Wraz z halo mgławica ma około 4 minut kątowych (240 sekund kątowych) szerokości, czyli w tej odległości około 3 lat świetlnych.

Porównania rozmiarów

Jasny pierścień ma około jednej trzeciej parseka średnicy, a mgławica z halo około jednego parseka. Parsek to jednostka odległości równa około 3,26 roku świetlnego.
Najdłuższy wymiar pierścienia to około jedna czwarta odległości od Słońca do Proxima Centauri, wynoszącej 4,2 roku świetlnego.
Mgławica Bumerang, obłok gazu odrzucony przez inną umierającą gwiazdę, ma około 2 lat świetlnych długości, czyli mniej więcej dwa razy więcej niż szerokość jasnego pierścienia Mgławicy Pierścień.
W pierścieniu znajduje się około 20 000 gęstych skupisk gazu. Typowe skupisko ma około 150 jednostek astronomicznych średnicy, przy czym 1 jednostka astronomiczna to średnia odległość Ziemi od Słońca. To mniej więcej dwa i pół raza więcej niż szerokość orbity Neptuna.
Gdyby jedno z tych skupisk zmniejszyć do rozmiarów piłki do koszykówki, jasny pierścień miałby około 110 metrów długości, a cała orbita Neptuna byłaby okręgiem o średnicy około 10 centymetrów.

Jak powstał pierścień

Gwiazda centralna odrzuciła ten gaz około 4000 lat temu. Na początku miała masę kilkakrotnie większą od masy Słońca. W ciągu swojego długiego życia przekształcała wodór w hel, a gdy zaczęło jej brakować paliwa, rozdęła się do postaci czerwonego olbrzyma i zrzuciła zewnętrzne warstwy. To, co z niej zostaje, staje się białym karłem, czyli małą, gęstą i bardzo gorącą gwiazdą.

Światło ultrafioletowe z gwiazdy sprawia, że otaczający gaz świeci. Mgławica rozszerza się z prędkością ponad 69 000 kilometrów na godzinę. Będzie się rozszerzać jeszcze przez około 10 000 lat, słabnąc, aż połączy się z rzadkim gazem między gwiazdami. Oczekuje się, że Słońce, które ma mniejszą masę, zrzuci własne zewnętrzne warstwy za około 6 miliardów lat i utworzy słabszą, bardziej rozproszoną mgławicę.

Kształt pierścienia

Mgławica Pierścień nie jest płaskim pierścieniem. Ma kształt zniekształconego pączka, a z Ziemi widać go niemal wprost od strony jednego z biegunów. Środek nie jest pusty: wypełnia go gaz o mniejszej gęstości, rozciągający się w stronę Ziemi i od niej, w kształcie przypominającym piłkę do rugby.

Zdjęcia z teleskopu Webba pokazują też około dziesięciu słabych, równomiernie rozmieszczonych łuków, trochę za krawędzią pierścienia. Astronomowie sądzą, że uformowała je mniejsza gwiazda towarzysząca, krążąca wokół gwiazdy centralnej mniej więcej raz na 280 lat. Mgławicę odkryli w 1779 roku Antoine Darquier de Pellepoix i Charles Messier, którzy natknęli się na nią, śledząc kometę. Znana jest też jako M57 i NGC 6720.