Światło widzialne kontra podczerwień. Jak teleskopy odsłoniły sekrety Mgławicy Carina?

Kosmiczne Teleskopy Hubble’a i Jamesa Webba uchwyciły niezwykły obraz procesu powstawania gwiazd w Mgławicy Kil (Carina), położonej około 7500 lat świetlnych od Ziemi. Obserwacje przedstawiają niewielki fragment tego rozległego obszaru gwiazdotwórczego, nazwany Mgławicą Kocia Głowa ze względu na charakterystyczny kształt przypominający siedzącego kota.

Choć oba teleskopy obserwowały ten sam obiekt, wykorzystały różne zakresy promieniowania, ujawniając odmienne szczegóły jego budowy. Wspólnie dostarczają astronomom nowych informacji o jednym z najbardziej dynamicznych procesów we Wszechświecie – narodzinach gwiazd.

Mgławica Kocia Głowa znajduje się w rozległej Mgławicy Kil, będącej jednym z aktywnych regionów formowania się gwiazd. Jej charakterystyczna sylwetka przypomina kota siedzącego tyłem do obserwatora, z głową skierowaną w prawo i wyraźnie zaznaczonym, świecącym okiem.

Astronomowie przypuszczają, że kształt obiektu powstał w wyniku oddziaływania intensywnego promieniowania ultrafioletowego i wiatrów gwiazdowych pochodzących od masywnych gwiazd w Mgławicy Kil. Energia tych procesów stopniowo niszczy otaczające obłoki gazu i pyłu. Gęstsza materia tworząca charakterystyczny filar jest jednak bardziej odporna na erozję i na razie zachowuje swój kształt.

Na zdjęciu wykonanym przez Hubble’a w świetle widzialnym mgławica wygląda jak ciemnobrązowy, nieprzezroczysty słup pyłu. Uwagę przyciąga czerwony punkt przypominający kocie oko. Może on wskazywać na młodą gwiazdę, która wciąż pozostaje częściowo ukryta w gęstym obłoku materii. Wzdłuż prawej krawędzi filaru widoczna jest natomiast jasna, żółtawa obwódka. To prawdopodobnie gaz oświetlany i jonizowany przez promieniowanie pobliskich masywnych gwiazd.

Hubble i Webb pokazują różne oblicza mgławicy

Obserwacje obu teleskopów uzupełniają się, ponieważ każdy z nich rejestruje inne zakresy promieniowania. Hubble pokazuje przede wszystkim strukturę gazu i pyłu w świetle widzialnym. Z kolei zdjęcia Webba wykonane w bliskiej i średniej podczerwieni pozwalają zajrzeć głębiej w obszary przesłonięte przez materię.

Na obrazach Webba charakterystyczny filar staje się bardziej przezroczysty, a jego powierzchnia ujawnia skomplikowane struktury. Widoczne są również liczne gwiazdy, które na kolorowych fotografiach przybierają odcienie niebieskiego i żółtego. Niektóre z nich nadal pozostają częściowo przesłonięte przez pył.

Astronomowie zwracają uwagę także na słabą strukturę przypominającą dżet, widoczną w pobliżu dolnej części filaru. Może ona być związana z wypływem materii z młodej gwiazdy, choć na podstawie samych obserwacji nie można jednoznacznie ustalić jej położenia.

Podczerwień odsłania chemiczną złożoność obłoku

Szczególnie interesujące informacje przynoszą obrazy Webba wykonane w średniej podczerwieni. Emisja ciepłego pyłu i cząsteczek węgla ujawnia w nich złożoną strukturę mgławicy. Niebieskawe i zielonkawe obszary wskazują między innymi na obecność wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), których cząsteczki są wzbudzane przez światło gwiazd.

Zmiany barw i jasności odzwierciedlają różnice w składzie materii, emisji pyłu oraz natężeniu promieniowania. Wyraźniej widać także niewielkie skupiska gazu i pasma materii po lewej stronie filaru.

Choć Mgławica Kocia Głowa jest strukturą przejściową i z czasem ulegnie rozproszeniu, obecnie stanowi cenne laboratorium do badania narodzin gwiazd. Połączone możliwości Hubble’a i Webba pozwalają lepiej zrozumieć, jak promieniowanie, wiatr gwiazdowy i gęste obłoki materii kształtują środowiska, w których powstają nowe układy gwiazdowe.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a jest wspólnym projektem NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Teleskop Jamesa Webba powstał we współpracy NASA, ESA i Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA). Webb  to największy i najpotężniejszy teleskop, jaki kiedykolwiek wystrzelono w kosmos. Na mocy międzynarodowej umowy o współpracy, ESA zapewniła usługę startu teleskopu za pomocą rakiety nośnej Ariane 5.

Źródło: ESA

Czytaj też:

Grafika tytułowa: