Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pokazał z niezwykłą szczegółowością obszar narodzin gwiazd NGC 7129. W podczerwieni odsłonił młode gwiazdy ukryte w pyle, protogwiazdy oraz gwałtowne wypływy materii, które zmieniają wygląd całego obłoku.
Gwiazdy rodzą się w obłokach
NGC 7129 leży około 3300 lat świetlnych od Ziemi. Jest to młody region gwiazdotwórczy, czyli fragment kosmosu, w którym zimne i gęste obłoki gazu oraz pyłu zapadają się pod wpływem własnej grawitacji. W ich wnętrzu powstają protogwiazdy — obiekty znajdujące się na bardzo wczesnym etapie rozwoju.
Pył międzygwiazdowy skutecznie zasłania światło widzialne. Teleskop Webba obserwuje jednak przede wszystkim w podczerwieni, która łatwiej przenika przez takie zasłony. Dzięki temu astronomowie mogą przyjrzeć się obiektom, które dla wielu teleskopów pozostawały niemal niewidoczne.
Centralna gwiazda zmienia obłok
Najbardziej wyrazistym obiektem na obrazie jest LkHα 234, młoda gwiazda o masie około 5–8 mas Słońca. Jest ona jeszcze gwiazdą przed ciągiem głównym, czyli nie rozpoczęła stabilnego spalania wodoru w jądrze, ale zakończyła już w dużej mierze etap intensywnego gromadzenia materii i kurczy się pod wpływem grawitacji. Z czasem jej wnętrze rozgrzeje się na tyle, by rozpoczęły się reakcje termojądrowe.
Po lewej stronie LkHα 234 widać rozległą, złocistą jamę o średnicy około 3,5 roku świetlnego. Została ona wydrążona w gęstym obłoku przez wypływy materii z wcześniejszego etapu rozwoju tej gwiazdy. Zarówno te wypływy, jak i promieniowanie gwiazdy pobudzają gaz do świecenia.
Widoczny w tej części obrazu gorący wodór atomowy przedstawiono złotą barwą. Część gazu została już rozproszona, ale w innych miejscach materia jest ściskana. Takie zagęszczenia mogą stworzyć warunki sprzyjające powstawaniu kolejnych gwiazd.
Granica między światłem a pyłem
Na górnej krawędzi złocistej jamy widoczna jest ostra granica między gorącym gazem a chłodniejszym, gęstym obłokiem molekularnym. To tak zwany obszar fotodysocjacji — miejsce, w którym promieniowanie młodych gwiazd rozbija cząsteczki wodoru na pojedyncze atomy.
Tego rodzaju granice pokazują, jak rodzące się gwiazdy stopniowo przekształcają swoje otoczenie. Ich promieniowanie i wiatry gwiazdowe ogrzewają gaz, zmieniają jego chemię oraz z czasem rozpraszają obłok, z którego same powstały. Proces ten trwa miliony lat i wpływa na to, czy w pobliżu będą mogły narodzić się następne gwiazdy.
W samej jamie widoczne są także inne młode gwiazdy przed ciągiem głównym. Ich wiatry gwiazdowe tworzą mniejsze zagłębienia i łukowate fale uderzeniowe, zwane falami dziobowymi, gdy napotykają gaz poruszający się w otoczeniu.
Protogwiazdy po drugiej stronie
Po prawej stronie LkHα 234 znajduje się bardziej chaotyczny, czerwony obszar. Kryje on znacznie młodsze obiekty: protogwiazdy, które nadal gromadzą materię z otaczającego je gazu i pyłu.
W trakcie tego procesu część materii nie trafia na rosnącą gwiazdę, lecz jest wyrzucana w postaci szybkich wypływów. Zderzając się z gęstym materiałem wokół protogwiazd, wypływy wywołują fale uderzeniowe. To one podgrzewają chłodniejszy wodór cząsteczkowy i odpowiadają za czerwony blask oraz poszarpaną strukturę widoczną na obrazie.
Kilka wypływów nakłada się na siebie wzdłuż naszej linii widzenia, dlatego prawa część NGC 7129 wygląda jak splątana sieć włókien i jasnych smug. To zapis aktywnego, a zarazem burzliwego etapu narodzin gwiazd.
Co nowego pokazał Webb?
Ten region obserwował wcześniej Kosmiczny Teleskop Spitzera, który wykrył gaz i pył w NGC 7129. Webb zapewnia jednak znacznie większą rozdzielczość przestrzenną: pokazuje drobne włókna gazu i pyłu, szczegóły wypływów protogwiazdowych oraz liczne galaktyki widoczne daleko w tle obrazu.
W lewym górnym fragmencie zdjęcia można dostrzec także niebieskawą mgławicę z protogwiazdą otoczoną pierścieniowym dyskiem materii. Dysk rzuca cień na otaczającą mgławicę, tworząc strukturę przypominającą znane z obserwacji Hubble’a zjawisko określane jako Cień Nietoperza.
Laboratorium narodzin gwiazd
NGC 7129 jest naturalnym laboratorium dla astronomów badających pierwsze etapy życia gwiazd. Dane Webba pozwolą prześledzić, w jaki sposób młode gwiazdy i protogwiazdy oddziałują z gazem oraz pyłem, z którego powstały.
W szerszej perspektywie takie obserwacje pomagają zrozumieć, jak tworzą się gromady gwiazd. Nie są one jedynie zbiorami obiektów powstających obok siebie: światło, wiatry gwiazdowe i wypływy materii nieustannie zmieniają wspólne środowisko, wpływając na los przyszłych gwiazd.
Źródła
- Główne źródło: NASA, NASA’s Webb Captures Commotion From Nebula’s Stellar Jets,
- NASA, NGC 7129 (NIRCam Image),
- NASA, NGC 7129 Side-by-Side (Spitzer and Webb Image)
Opracowanie: Agnieszka Nowak
