Туманність Орел: стовпи, які прославив Хаббл, знайшли ще 1920 року

Туманність Орел: стовпи, які прославив Хаббл, знайшли ще 1920 року

Знімок, що зробив Туманність Орел впізнаваною для широкого загалу -- три темні вежі газу, що здіймаються з осяйної хмари -- не був оригінальним знімком Хаббла. Ці "слонові хоботи" вже помітили 1920 року, коли астроном Джон Чарльз Данкан отримав фотопластинку за допомогою 60-дюймового телескопа обсерваторії Маунт-Вілсон. Їх називають Стовпами творіння, тому що газ і пил, з яких вони складаються, перебувають у процесі творення нових зірок, водночас руйнуючись під дією світла сусідніх, нещодавно утворених зірок.

Сама туманність має одразу три каталожні позначення. Для спостерігачів неба це Мессьє 16 (M16), для молодого зоряного скупчення в її серці -- NGC 6611, а для осяйного водневого газу, що оточує це скупчення, -- IC 4703, також відомого як туманність Зоряної Королеви. Вона розташована приблизно за 5700 світлових років від Землі, в сузір'ї Змії, і в ній досі активно народжуються нові зірки.

Цей матеріал зосереджується на тому, що робить Туманність Орел особливою: її масштаб, зоряне скупчення, приховане всередині неї, довгу історію спостережень стовпів -- від скляної пластинки 1920 року до космічного телескопа Джеймс Вебб -- і процес, що тихо руйнує ці знамениті вежі.

Зоряне скупчення, приховане у власному "розсаднику"

Осяйний газ Туманності Орел і зоряне скупчення всередині неї технічно є двома різними каталожними об'єктами. Хмара газу -- це дифузна емісійна туманність, або область H II, окремо каталогізована як IC 4703, тоді як приблизно 8100 зірок, що народилися в ній, утворюють розсіяне скупчення NGC 6611. Більшість цих зірок сконцентровані в проміжку молекулярної хмари на північний захід від Стовпів -- тобто скупчення й стовпи займають різні куточки одного й того ж "розсадника", а не перекриваються.

Найяскравіший член цього скупчення, зірка з каталожним позначенням HD 168076, світить із видимою зоряною величиною +8,24. Це занадто слабко для неозброєного ока, але легко помітно у гарний бінокль -- одна з доступніших цілей глибокого космосу для аматорів-спостерігачів, готових спрямувати свою оптику в бік сузір'я Змії.

Зоряне скупчення NGC 6611 всередині Туманності Орел, знімок телескопа Хаббл
Розсіяне скупчення NGC 6611 лежить у серці Туманності Орел, як його побачив космічний телескоп Хаббл. Фото: en:NASA , en:STScI , en:WikiSky, суспільне надбання, через Wikimedia Commons.

Сімдесят світлових років завширшки, закріплена у хвості змії

Туманність Орел лежить у сузір'ї Змії -- одному з найдивовижніших об'єктів на карті неба: це єдине з 88 сучасних сузір'їв, розділене на дві незв'язані частини -- Serpens Caput (голова) на заході та Serpens Cauda (хвіст) на сході. Туманність належить до половини "хвоста", розташованої у напрямку до Галактичного центру, приблизно за 5700 світлових років.

На такій відстані стають зрозумілими справжні розміри туманності -- вона сягає 70 на 50 світлових років, чого достатньо, щоб вмістити не лише зоряне скупчення, а й три окремі пилові хмари, що утворюють Стовпи творіння. Туманність такого розміру значно перевершує самі стовпи, які є лише однією яскравою деталлю, вирізьбленою в набагато більшій хмарі.

Широкий вигляд Туманності Орел (M16) і навколишнього зоряного скупчення
Широкий вигляд Туманності Орел та навколишнього зоряного скупчення, сфотографований 4-метровим телескопом Мейолла обсерваторії Кітт-Пік. Фото: Bill Schoening/NOIRLab/ NSF /AURA, CC BY 4.0, через Wikimedia Commons.

Газовий шпиль завдовжки дев'ять світлових років

Масштаб знову проявляється в менш відомій деталі туманності: шпилі газу, що виступає з її північно-східного боку і простягається приблизно на 9,5 світлового року -- близько 90 трильйонів кілометрів -- від основи до вершини. Це нагадування, що Стовпи творіння, попри всю свою знаковість, не єдина структура такого типу всередині Туманності Орел; ті самі сили, що формують стовпи, ліплять газ по всій області.

Стовпи знайшли за десятиліття до того, як Хаббл зробив їх знаменитими

Задовго до появи Хаббла подібні до стовпів "слонові хоботи" газу й пилу вже були зафіксовані. Джон Чарльз Данкан ідентифікував їх 1920 року за пластинкою, отриманою за допомогою 60-дюймового телескопа обсерваторії Маунт-Вілсон, значно раніше за знімок, з яким сьогодні їх асоціює більшість людей.

Той знімок з'явився 1995 року, коли астрономи Джефф Гестер і Пол Скоуен використали космічний телескоп Хаббл для фотографування цієї області -- спостереження, що суттєво поглибило наукове розуміння процесів, які відбуваються всередині туманності. Знімок, зроблений 1 квітня 1995 року, згодом увійшов до десятки найкращих фотографій Хаббла за версією Space.com -- закріпивши образ утворень, які земні спостерігачі неба вже бачили на покоління раніше.

Оригінальний знімок Стовпів творіння, зроблений телескопом Хаббл у 1995 році
Оригінальний знімок Стовпів творіння телескопа Хаббл 1995 року, складений із 32 експозицій, отриманих чотирма сенсорами камери. Фото: Credit: NASA, Jeff Hester і Paul Scowen (Arizona State University), суспільне надбання, через Wikimedia Commons.

Усередині камери, що зняла ікону

Знімок Стовпів творіння 1995 року не був однією експозицією. Це композиція з 32 різних зображень, отриманих чотирма окремими ПЗЗ-сенсорами всередині камери Хаббла Wide Field and Planetary Camera 2. Складання десятків кадрів із чотирьох сенсорів -- одна з причин, чому знімок виглядає таким цілісним і детальним портретом стовпів: те, що здається одним фото, насправді зібрано з багатьох.

Повернення до стовпів: 2015 рік і ера Джеймса Вебба

Хаббл не зупинився на одному погляді. До 25-ї річниці запуску телескопа астрономи зібрали більший знімок Стовпів творіння з вищою роздільною здатністю, представлений у січні 2015 року на зустрічі Американського астрономічного товариства в Сіетлі. Це зображення було отримане камерою Хаббла Wide Field Camera 3, встановленою 2009 року -- новішим інструментом, ніж той, що використовувався 1995 року, у видимому світлі.

Стовпи отримали ще один детальний знімок у жовтні 2022 року, коли стало відомо, що космічний телескоп Джеймс Вебб отримав власне зображення цієї структури за допомогою інструмента NIRCam на борту апарата. Між фотопластинкою 1920 року, знімками Хаббла 1995 та 2015 років і поглядом Вебба 2022 року Стовпи творіння тепер задокументовані протягом понад століття астрономічних технологій.

Погляд космічного телескопа Джеймс Вебб у близькому інфрачервоному діапазоні на Стовпи творіння
Погляд космічного телескопа Джеймс Вебб у близькому інфрачервоному діапазоні на Стовпи творіння, отриманий за допомогою інструмента NIRCam. Фото: SCIENCE: NASA, ESA, CSA, STScI; IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (S, суспільне надбання, через Wikimedia Commons.

Де нові зірки ліплять власний "розсадник"

Стовпи -- не статичні пам'ятники, вони активно змінюються. Зірки, що народжуються в Туманності Орел, разом з іншими віком приблизно 5 мільйонів років, мають середню температуру близько 45 000 кельвінів і виробляють колосальні обсяги випромінювання, яке з часом зруйнує самі пилові стовпи. Ті самі структури, що прославили туманність, повільно руйнуються зірками, які формуються навколо них і всередині них.

Частина цього процесу руйнування має власну назву: фотовипаровування, коли енергійне випромінювання іонізує газ і змушує його розсіюватися від джерела цього випромінювання -- зазвичай ультрафіолетового світла, що ллється від гарячих молодих зірок у навколишні хмари газу й пилу. Туманність Орел має особливе місце в цій історії: саме тут уперше виявили EGG -- випаровувані газові глобули, щільні згустки газу, які формуються й розсіюються під дією випромінювання. Іншими словами, стовпи -- це не так непорушний пам'ятник, як видимий знімок "розсадника", що поглинає власні стіни.

Джерела