Mgławica Omega (Messier 17), znana również jako Mgławica Łabędź ze względu na swój wyraźny wygląd, jest jedną z najbardziej znanych mgławic w naszej galaktyce. Położona około 5500 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Strzelca, mgławica jest także jednym z najjaśniejszych i najbardziej masywnych obszarów gwiazdotwórczych w Drodze Mlecznej. Niestety mgławice są bardzo trudne do zbadania ze względu na sposób, w jaki ich chmury pyłu i gazu zasłaniają ich wnętrza.
Z tego powodu astronomowie zmuszeni są badać mgławice na niewidzialnej długości fali, aby uzyskać lepszy obraz ich makijażu. Korzystając ze Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), zespół naukowców z NASA ostatnio obserwował Mgławicę Łabędź na długości fali w podczerwieni. To, co znaleźli, ujawniło wiele na temat ewolucji tej mgławicy i żłobka gwiezdnego.
Mówiąc wprost, badanie mgławic tworzących gwiazdy, takich jak M17, nie jest prostym zadaniem. Na początek składa się głównie z gorącego wodoru, który jest oświetlany przez najgorętsze gwiazdy znajdujące się w nim. Jednak jego najjaśniejsze gwiazdy mogą być trudne do zobaczenia bezpośrednio, ponieważ są umieszczone w kokonach gęstego gazu i pyłu. Jego centralny obszar jest również bardzo jasny, do tego stopnia, że obrazy zarejestrowane przy długości fali światła widzialnego stają się przesycone.
Jako taka, ta mgławica i najmłodsze gwiazdy, które żyją głęboko w niej, muszą być obserwowane na długości fali podczerwieni. W tym celu zespół badawczy polegał na kamerze na podczerwień Faint Object dla teleskopu SOFIA (FORCAST), który jest częścią wspólnego teleskopu NASA / DLR SOFIA. Teleskop ten mieści się na pokładzie zmodyfikowanego samolotu Boeing 747SP, który rutynowo lata go na wysokość od 11600 do 13700 m (38 000 do 45 000 stóp) w celu prowadzenia obserwacji.
Ta wysokość umieszcza SOFIA w stratosferze Ziemi, gdzie podlega ona 99% mniej zakłóceń atmosferycznych niż teleskopy naziemne. Jak wyjaśnił Wanggi Lim, naukowiec z University of Space Research Association (USRA) z SOFIA Science Center w NASA Ames Research Center:
„Dzisiejsza mgławica kryje tajemnice, które ujawniają jej przeszłość; musimy tylko móc je odkryć. SOFIA pozwala nam to zrobić, abyśmy mogli zrozumieć, dlaczego mgławica wygląda tak, jak dziś. ”
Dzięki narzędziu FORCAST SOFIA zespół był w stanie przebić zasłonę Mgławicy Łabędź, aby odsłonić dziewięć wcześniej nieznanych protogwiazd - obszarów, w których chmura mgławicy zapada się, tworząc nowe gwiazdy. Ponadto zespół obliczył wiek różnych regionów mgławicy i ustalił, że nie wszystkie one powstały jednocześnie, ale przez wiele generacji formowania się gwiazd.
Uważa się, że region środkowy, ponieważ jest najstarszy i najbardziej rozwinięty, uformował się pierwszy, a następnie odpowiednio obszar północny i region południowy. Zauważyli również, że chociaż obszar północny jest starszy niż region południowy, promieniowanie i wiatry gwiezdne z poprzednich generacji gwiazd zakłóciły tam materiał, zapobiegając w ten sposób jego zapadnięciu się, tworząc następną generację gwiazd.
Obserwacje te stanowią przełom dla astronomów, którzy od dziesięcioleci próbują dowiedzieć się więcej o gwiazdach w Mgławicy Łabędź. Jak powiedział Jim De Buizer, starszy naukowiec z SOFIA Science Center:
„To najbardziej szczegółowy widok mgławicy, jaki kiedykolwiek mieliśmy na tych długościach fal. Po raz pierwszy widzimy niektóre z jego najmłodszych, masywnych gwiazd i zaczynamy naprawdę rozumieć, jak ewoluowało w kultową mgławicę, którą widzimy dzisiaj. ”
Zasadniczo masywne gwiazdy (takie jak te znalezione w Mgławicy Łabędź) wydzielają tyle energii, że mogą wpływać na ewolucję całych galaktyk. Jednak tylko 1% wszystkich gwiazd jest tak ogromnych, co oznacza, że astronomowie mają bardzo mało okazji do ich badania. I chociaż przeprowadzono badania podczerwieni tej mgławicy przed użyciem teleskopów kosmicznych, żaden z nich nie ujawnił tego samego poziomu szczegółowości co SOFIA.
Powyższy złożony obraz pokazuje to, co przechwyciła SOFIA, wraz z danymi z Kosmicznego Teleskopu Herschela i Spitzera, które pokazują czerwony gaz odpowiednio na jego krawędziach (czerwony) i białym polu gwiezdnym. Obejmowały one regiony gazu (pokazane na niebiesko powyżej), które są ogrzewane przez masywne gwiazdy znajdujące się w pobliżu centrum i chmury pyłu (pokazane na zielono), które są ogrzewane przez istniejące masywne gwiazdy i pobliskie nowonarodzone gwiazdy.
Obserwacje są również znaczące, biorąc pod uwagę, jak to zrobić Spitzer, Wiodący teleskop na podczerwień NASA od ponad 16 lat, ma przejść na emeryturę 30 stycznia 2020 r. W międzyczasie SOFIA będzie kontynuować eksplorację Wszechświata w zakresie fal o średniej i dalekiej podczerwieni, które nie są dostępne dla innych teleskopów . W nadchodzących latach dołączy do niego Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) i Szerokopasmowy teleskop pomiarowy w podczerwieni (PIERWSZY).
Dowiadując się więcej o składzie i ewolucji mgławic, astronomowie mają nadzieję na lepsze zrozumienie powstawania gwiazd i planet, chemicznej ewolucji galaktyk oraz roli pól magnetycznych w ewolucji kosmicznej.
