A Bika csillagképben található, és egy nagy tömegű csillag látványos pusztulásának emlékműve: egy olyan robbanásé, amelynek fényét kicsivel több mint ezer éve a Föld különböző pontjain élők feljegyezték. Nevét William Parsons (Rosse grófja) egyik XIX. századi rajzos észleléséről kapta, amelyben az objektum alakja egy rákra emlékeztetett. Bár a név megragadt, a modern felvételeken inkább egy szálas, kusza szerkezetű ködöt látunk, de a robbanás hatására gyorsan táguló ködösség alakja folyamatosan változik.
A Rák-köd megfeleltethető annak a rendkívül fényes szupernóvának, amelyet 1054-ben figyeltek meg és jegyeztek fel kínai, japán, arab és maja források (szokatlanul hiányoznak az európai megfigyelések róla). A felrobbant csillag olyan fényes volt, hogy hetekig a nappali égen is látszott, majd közel két éven át szabad szemmel is megfigyelhető maradt az éjszakai égbolton. Ez az esemény az egyik legjobban tanulmányozott csillagászati jelenség az emberiség történetében.
A ködöt John Bevis angol orvos és amatőr csillagász fedezte fel 1731-ben. Később, 1758 augusztus 28-án Charles Messier is rábukkant, és eleinte üstökösnek vélte, mert éppen a Halley-üstökös visszatérését várta azon az égterületen. Amikor azonban több éjszakán át megfigyelte, rájött, hogy az objektum nem mozdul el az égen. Ez lett az első bejegyzés a Messier-katalógusban. Messier eredeti célja az volt, hogy az üstököskeresés során félrevezető, ködszerű objektumokat gyűjtse össze. Éppen ez a lista tette őt a csillagászattörténet egyik legismertebb alakjává, pedig akkoriban 13 (+1 többekkel közös) üstökös felfedezése sem volt kis teljesítmény tőle.
1921-ben Carl Otto Lampland amerikai csillagász észrevette, hogy a Rák-köd friss felvételeken kissé nagyobbnak tűnik, mint a korábbiakon. Rövidesen John Charles Duncan és Knut Lundmark is megerősítették, hogy a köd valóban tágul.
A tágulás sebességét kiszámítva és időben visszafelé követve arra jutottak, hogy a folyamat 1054 körül kezdődhetett – ezzel egyértelműen összekapcsolták a Rák-ködöt a történelmi szupernóva-feljegyzésekkel. Ez volt az első alkalom, hogy egy szupernóva-maradványt ilyen módon sikerült azonosítani. Ma tudjuk, hogy a köd másodpercenként körülbelül 1500 km-rel tágul.
A Rák-köd belsejében egy neutroncsillag, más néven pulzár található. Átmérője alapján 25-30 km, vagyis nagyjából akkora, mint Budapest. Csillagászati léptékben mérve ez természetesen nagyon apró. Mindemellett a tömege kétszer akkora, mint a Napé. Ez csakis hatalmas sűrűség mellett valósulhat meg, mégpedig annyira, hogy maguk az atomok sem férnek el benne. Összetételét tekintve többnyire neutronokból áll.
Ez a neutroncsillag a szupernóva-robbanás során jött létre, a korábbi csillag magjából, míg a külső részekből lett a Rák-köd maga. Mivel a csillag forgott a tengelye körül, az összehúzódás során a forgás elképesztő mértékben felgyorsult: ma másodpercenként 30,2-szer fordul meg. Mindeközben erős elektromágneses sugárzást bocsát ki, amely a gammatartományban a legerősebb.
Ez a gyors forgás és a gammasugárzás kibocsátása általánosnak mondható a neutroncsillagok körében. A sugárzás túlnyomó részét ráadásul az erős mágneses terének a pólusai mentén bocsátja ki, két irányban. Ez a mágneses tengely persze nem feltétlenül esik egybe a forgástengellyel. A gammasugárzás így körbe-körbe forog, mint egy hihetetlenül gyors kozmikus világítótorony. Abban az esetben, ha a gammasugárzás iránya éppen keresztezi a Földet, egy gyors, periodikus jelet észlelhetünk a neutroncsillag irányából. Az ilyen neutroncsillagokat nevezzük pulzárnak.
A pulzárt az 1960-as években fedezték fel az Arecibo rádióobszervatóriumban, miután a pulzárok létezésének felismerése új értelmezést adott a Rák-köd fénylésére. A megfigyelésekből az is kiderült, hogy a pulzár forgása lassul, miközben energiát ad át a környező ködnek.
Felmerül a kérdés, hogy a Rák-köd miért világít. A fénylést ugyanis nem a szokásos gázgerjesztés okozza, ami általában a fényes ködök megjelenéséért felelős. Ebben az esetben azonban a pulzár által kibocsátott nagy energiájú részecskék, és az ezek által létrehozott ún. szinkrotronsugárzás okozza a fénylést.
A szinkrotronsugárzás az extrém erős mágneses térnek köszönhető. A ködöt alkotó részecskék normális körülmények között egyenes vonalú egyenletes mozgást végeznek, az erős mágneses tér hatására azonban a mágneses tér erővonalait követik, és mindeközben sugárzást bocsátanak ki.
Hasznos különlegessége a szinkrotronsugárzásnak, hogy a Rák-köd nem csak látható fényben, hanem az elektromágneses spektrum teljes tartományában – rádiótól gamma-sugárzásig – megfigyelhető. Kevés olyan objektum van, amely ennyire sokoldalúan tanulmányozható.
A Rák-köd távolsága kb. 6500 fényév. A 8,5 magnitúdós objektum megfigyeléséhez fényszennyezésmentes égboltra és legalább közepes méretű amatőrcsillagászati távcsőre van szükség. Nagyobb nagyítás használata javasolt, hogy a 8’x4’-es kicsiny mérete jobban előtűnjön az égi háttérből. Vizuálisan észlelve (tehát szemmel pillantva a távcsőbe) a legjobb esetben is csak olyan részletesen tudjuk megfigyelni, mint ahogyan az William Parsons rajzán látható, azaz egy elnyúlt ködfoltnak, némi részletekkel benne. Mélyég-szűrők (UHC és OIII) használata sokat segít a láthatóságán. Asztrofotókon azonban kibontakozik a köd részletesebb szerkezete. Megfigyelésére a téli hónapokban van a legjobb lehetőség, amikor a Bika csillagkép magasan tartózkodik az esti égen. Az ekliptikához való közelsége miatt rendszeresen együttállnak vele bolygók, kisbolygók és egyéb naprendszerbeli objektumok: tavaly július 26-án például a Vénusz bolygó volt látható tőle 37’-nyire.
Aki még alaposabban szeretné megismerni ezt az objektumot, annak kiváló olvasmány Simon Mitton: A Rák-köd című könyve, amely tudományosan pontos, mégis rendkívül olvasmányos formában mutatja be ezt a különleges objektumot.
Szerző: Király Amanda, Bemutató csillagász
Svábhegyi Csillagvizsgáló