Mgławica Orzeł: filary, które Hubble uczynił sławnymi, odkryto już w 1920 roku

Mgławica Orzeł: filary, które Hubble uczynił sławnymi, odkryto już w 1920 roku

Obraz, który uczynił Mgławicę Orzeł znaną na całym świecie – trzy ciemne wieże z gazu wznoszące się z jaśniejącego obłoku – nie był oryginalnym zdjęciem Hubble'a. Te „słoniowe trąby" zostały dostrzeżone już w 1920 roku przez astronoma Johna Charlesa Duncana, na kliszy fotograficznej naświetlonej za pomocą 60-calowego teleskopu Obserwatorium Mount Wilson. Nazywa się je Filarami Stworzenia, ponieważ gaz i pył, z których są zbudowane, tworzą nowe gwiazdy, a jednocześnie są erodowane przez światło pobliskich, niedawno powstałych gwiazd.

Sama mgławica nosi jednocześnie trzy oznaczenia katalogowe. Dla miłośników astronomii to Messier 16 (M16), NGC 6611 oznacza młodą gromadę gwiazd w jej sercu, a IC 4703 – jaśniejący gaz wodorowy otaczający tę gromadę, znany też jako Mgławica Gwiezdnej Królowej. Znajduje się około 5700 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Węża, i wciąż aktywnie tworzy nowe gwiazdy.

Ten przewodnik skupia się na tym, co czyni samą Mgławicę Orzeł wyjątkową: jej rozmiarach, gromadzie ukrytej w jej wnętrzu, długiej historii obserwacji filarów – od szklanej kliszy z 1920 roku po Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba – oraz trwającym procesie, który powoli niszczy te słynne wieże.

Gromada gwiazd ukryta we własnym żłobku

Świecący gaz Mgławicy Orzeł i znajdująca się w nim gromada gwiazd to technicznie dwa różne obiekty katalogowe. Obłok gazu to rozproszona mgławica emisyjna, czyli obszar H II, skatalogowany osobno jako IC 4703, natomiast około 8100 gwiazd, które się w nim narodziły, tworzy gromadę otwartą NGC 6611. Większość tych gwiazd skupia się w luce obłoku molekularnego na północny zachód od Filarów – co oznacza, że gromada i filary zajmują różne zakątki tego samego żłobka, zamiast się nakładać.

Najjaśniejszy członek tej gromady, gwiazda oznaczona jako HD 168076, świeci z jasnością obserwowaną +8,24. To zbyt słabo, by dostrzec ją gołym okiem, ale łatwo widoczna przez dobrą lornetkę – jeden z bardziej przystępnych obiektów głębokiego nieba dla amatorów gotowych skierować swoją optykę w stronę Węża.

Gromada gwiazd NGC 6611 osadzona w Mgławicy Orzeł, na zdjęciu Hubble'a
Gromada otwarta NGC 6611 znajduje się w sercu Mgławicy Orzeł, widziana przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Zdjęcie: en:NASA , en:STScI , en:WikiSky, domena publiczna, za pośrednictwem Wikimedia Commons.

Siedemdziesiąt lat świetlnych szerokości, zakotwiczona w ogonie węża

Mgławica Orzeł leży w gwiazdozbiorze Węża, jednym z bardziej nietypowych elementów mapy nieba: to jedyny z 88 współczesnych gwiazdozbiorów podzielony na dwie odrębne części – Serpens Caput (głowa) na zachodzie i Serpens Cauda (ogon) na wschodzie. Mgławica należy do połowy „ogona", leżącej w kierunku centrum Galaktyki, w odległości około 5700 lat świetlnych.

W tej odległości prawdziwy rozmiar mgławicy staje się widoczny – mierzy ona 70 na 50 lat świetlnych, co wystarcza, by pomieścić nie tylko gromadę gwiazd, ale też trzy osobne obłoki pyłu tworzące Filary Stworzenia. Mgławica tej wielkości sprawia, że same filary wydają się niewielkie – to tylko jeden dramatyczny element wyrzeźbiony w znacznie większym obłoku.

Szeroki widok Mgławicy Orzeł (M16) i otaczającej ją gromady gwiazd
Szeroki widok Mgławicy Orzeł i otaczającej ją gromady gwiazd, sfotografowany za pomocą 4-metrowego teleskopu Mayalla na Kitt Peak. Zdjęcie: Bill Schoening/NOIRLab/ NSF /AURA, CC BY 4.0, za pośrednictwem Wikimedia Commons.

Iglica gazu o długości dziewięciu lat świetlnych

Skala mgławicy ujawnia się ponownie w mniej znanej jej cesze: widocznej iglicy gazu odchodzącej od strony północno-wschodniej, rozciągającej się na około 9,5 roku świetlnego – czyli około 90 bilionów kilometrów – od podstawy do wierzchołka. To przypomnienie, że Filary Stworzenia, choć tak ikoniczne, nie są jedyną tego rodzaju strukturą wewnątrz Mgławicy Orzeł – te same siły, które rzeźbią filary, kształtują gaz w całym regionie.

Filary odkryto dziesiątki lat przed tym, jak Hubble uczynił je sławnymi

Na długo przed powstaniem Hubble'a filarowate „słoniowe trąby" z gazu i pyłu były już udokumentowane. John Charles Duncan zidentyfikował je w 1920 roku na kliszy wykonanej 60-calowym teleskopem Obserwatorium Mount Wilson, na długo przed zdjęciem, które większość ludzi kojarzy z nimi dzisiaj.

To zdjęcie powstało w 1995 roku, gdy astronomowie Jeff Hester i Paul Scowen wykorzystali Kosmiczny Teleskop Hubble'a do sfotografowania tego obszaru – obserwacja ta znacznie poprawiła naukowe zrozumienie procesów zachodzących wewnątrz mgławicy. Wykonana 1 kwietnia 1995 roku fotografia została później uznana przez Space.com za jedno z dziesięciu najlepszych zdjęć Hubble'a, utrwalając wizerunek formacji, które obserwatorzy nieba z Ziemi dostrzegli już pokolenia wcześniej.

Oryginalne zdjęcie Filarów Stworzenia wykonane przez Hubble'a w 1995 roku
Oryginalne zdjęcie Filarów Stworzenia wykonane przez Hubble'a w 1995 roku, złożone z 32 ekspozycji z czterech czujników kamery. Zdjęcie: Credit: NASA, Jeff Hester, and Paul Scowen (Arizona State University), domena publiczna, za pośrednictwem Wikimedia Commons.

Wewnątrz aparatu, który uwiecznił ikonę

Zdjęcie Filarów Stworzenia z 1995 roku nie było pojedynczą ekspozycją. To złożenie 32 różnych obrazów, zarejestrowanych przez cztery osobne czujniki CCD w kamerze Hubble'a Wide Field and Planetary Camera 2. Połączenie dziesiątek klatek z czterech czujników to jeden z powodów, dla których zdjęcie sprawia wrażenie tak spójnego, szczegółowego portretu filarów – to, co wygląda jak jedna fotografia, w rzeczywistości powstało z wielu.

Powrót do filarów: rok 2015 i era Jamesa Webba

Hubble nie poprzestał na jednym spojrzeniu. Aby uczcić 25. rocznicę wystrzelenia teleskopu, astronomowie złożyli większe i bardziej szczegółowe zdjęcie Filarów Stworzenia, zaprezentowane w styczniu 2015 roku na spotkaniu American Astronomical Society w Seattle. Ten obraz pochodził z kamery Hubble'a Wide Field Camera 3, zainstalowanej w 2009 roku – nowszego instrumentu niż ten użyty w 1995 roku – i został wykonany w świetle widzialnym.

Filary doczekały się kolejnego zbliżenia w październiku 2022 roku, gdy ujawniono, że Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wykonał własne zdjęcie tej struktury za pomocą instrumentu NIRCam znajdującego się na pokładzie sondy. Dzięki kliszy fotograficznej z 1920 roku, zdjęciom Hubble'a z 1995 i 2015 roku oraz obrazowi Webba z 2022 roku Filary Stworzenia zostały udokumentowane na przestrzeni ponad stulecia rozwoju technologii astronomicznej.

Widok Filarów Stworzenia w bliskiej podczerwieni zarejestrowany przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba
Widok Filarów Stworzenia w bliskiej podczerwieni, zarejestrowany przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba za pomocą instrumentu NIRCam. Zdjęcie: SCIENCE: NASA, ESA, CSA, STScI; IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (S, domena publiczna, za pośrednictwem Wikimedia Commons.

Tam, gdzie nowe gwiazdy rzeźbią własny żłobek

Filary nie są statycznymi pomnikami – są aktywnie przekształcane. Gwiazdy rodzące się w Mgławicy Orzeł, wraz z innymi liczącymi około 5 milionów lat, mają średnią temperaturę około 45 000 kelwinów i wytwarzają ogromne ilości promieniowania, które ostatecznie zniszczy same pyłowe filary. Struktury, które uczyniły mgławicę sławną, są powoli niszczone przez gwiazdy powstające wokół nich i w ich wnętrzu.

Część tego procesu erozji ma swoją nazwę: fotoparowanie, w którym energetyczne promieniowanie jonizuje gaz i powoduje jego rozpraszanie się z dala od źródła promieniowania – zazwyczaj jest to promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez gorące, młode gwiazdy do otaczających je obłoków gazu i pyłu. Mgławica Orzeł ma tu szczególne znaczenie: właśnie tutaj po raz pierwszy odkryto parujące grudki gazowe, czyli EGG – gęste skupiska gazu rzeźbione i rozpraszane przez promieniowanie. Innymi słowy, filary są mniej trwałym pomnikiem, a bardziej widoczną migawką żłobka, który pochłania własne ściany.

Źródła