Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) έριξε μια ματιά στο εσωτερικό των "Πυλώνων της Δημιουργίας" (Pillars of Creation), ενός θεαματικού σχηματισμού νέφους σκόνης στο Νεφέλωμα του Αετού, που έγινε διάσημο από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, και οι αστρονόμοι ξετρελάθηκαν. Η νέα φωτογραφία δεν είναι μόνο εκπληκτικά όμορφη, αλλά αποκαλύπτει και κοσμικές διεργασίες που δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ πριν με τέτοια σαφήνεια. Τι βλέπουν οι αστρονόμοι λοιπόν πίσω από το αστραφτερό, πολύχρωμο μωσαϊκό;.
Αν θέλετε να απολαύσετε τη μαγεία της νέας φωτογραφίας του JWST με τους Πυλώνες της Δημιουργίας, πρέπει να την κατεβάσετε ολόκληρη (ανοίγει σε νέα καρτέλα!) από την ιστοσελίδα του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη, το οποίο διαχειρίζεται τις επιστημονικές εργασίες της αποστολής. Προσοχή, όμως! Δεν είναι ένα μικρό αρχείο. Με μέγεθος περίπου 150 megabytes, μπορεί να... φράξει τη σύνδεση σας στο διαδίκτυο για λίγο! Οταν ανοίξει όμως το αρχείο στη νέα καρτέλα του browser σας, κάντε ζουμ στις πιο σκοτεινές περιοχές στις κορυφές των πυλώνων. Μεγεθύνετε λίγο περισσότερο, μέχρι να δείτε κόκκινες κουκκίδες να ξεπροβάλλουν. Υπάρχουν δεκάδες από αυτές. Οι μικρότερες είναι απλά κόκκινες κηλίδες. Οι άλλες που είναι κάπως μεγαλύτερες, μοιάζουν με λουλούδια με κίτρινο κέντρο που περιβάλλονται από έξι κόκκινα πέταλα και μερικές φορές με το σήμα κατατεθέν του Webb, μοτίβα διάθλασης που μοιάζουν με νιφάδες χιονιού.
Πολλά αστέρια γεννιούνται
Αυτοί οι σχηματισμοί είναι νεογέννητα αστέρια, ορισμένα από αυτά ηλικίας μόλις μερικών εκατοντάδων χιλιάδων ετών. Για τον προκάτοχο του Webb, το Hubble, το οποίο παρατηρεί το σύμπαν κυρίως στο ορατό φως (δηλαδή, τα μήκη κύματος που μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι), αυτοί οι πυλώνες ήταν αδιαπέραστοι, απειλητικοί σκοτεινοί σχηματισμοί που υψώνονταν από το νεφέλωμα του Αετού (Eagle Nebula), ένα νεφελώδες σμήνος άστρων στον αστερισμό του Όφεως (Serpens), λιγότερο από 6.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Όμως το Webb, με το υπέρυθρο, ανιχνευτικό της θερμότητας «βλέμμα» του, κοίταξε μέσα από το σκοτάδι για να αποκαλύψει πώς γεννιέται το φως στο σύμπαν.
Ο Anton Koekemoer, ερευνητής αστρονόμος στο STScI, συνέθεσε την εκπληκτική εικόνα από τα ακατέργαστα δεδομένα που ελήφθησαν από την ισχυρή κάμερα NIRCam του Webb. Οι εκπληκτικές εικόνες του σύμπαντος είναι το καθημερινό «ψωμί και βούτυρο» για τον Koekemoer, ο οποίος στο παρελθόν εργάστηκε στην επεξεργασία εικόνων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Ωστόσο, ο αστρονόμος παραδέχεται ότι η υφή, το επίπεδο λεπτομέρειας και ο όγκος των επιστημονικών πληροφοριών που περιέχονται στις φωτογραφίες του Webb εντυπωσιάζουν ακόμη και τον ίδιο. "Είμαι έκπληκτος με το πόσο καλά το Webb μπορεί να δει μέσα στη σκόνη και το αέριο που είναι εντελώς σκοτεινά με το Hubble", δήλωσε ο Koekemoer. "Με το Hubble, δεν βλέπεις καθόλου λεπτομέρειες. Αλλά το Webb, με την υπέρυθρη όρασή του, μπορεί να εισχωρήσει απευθείας σε αυτές τις περιοχές και να δει τα αστέρια που σχηματίζονται μέσα σε αυτούς τους πυλώνες σκόνης. "Είναι εξαιρετικά συναρπαστικό".
Από την κρύα σκοτεινή σκόνη
Ο καθηγητής Derek Ward-Thompson συμμερίζεται τον ενθουσιασμό του Koekemoer. Ο Ward-Thompson, βετεράνος αστρονόμος και επικεφαλής της Σχολής Φυσικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Central Lancashire στο Ηνωμένο Βασίλειο, έχει δημοσιεύσει αρκετές επιστημονικές εργασίες σχετικά με τους Πυλώνες της Δημιουργίας κατά τη διάρκεια των ετών, συμπεριλαμβανομένων μερικών για τα ισχυρά μαγνητικά πεδία που συγκρατούν τον σχηματισμό. Ωστόσο, λέει, η πρώτη του σκέψη όταν είδε την πρώτη εικόνα του Webb από το αγαπημένο του νέφος κοσμικού υδρογόνου ήταν μάλλον αντιεπιστημονική. "Απλά σκέφτηκα 'Ουάου'", δήλωσε ο Ward-Thompson στο Space. com.
"Πραγματικά με έκανε να καταλάβω πώς το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα είναι πολύ καλύτερο από το Hubble, το οποίο μπορεί να δει μόνο το εξωτερικό. Παρέχει επίσης πολύ καλύτερη λεπτομέρεια και πολύ υψηλότερη ανάλυση".
Οι εικόνες του Webb, λέει ο Ward-Thompson, παρέχουν ένα μοναδικό παράθυρο στα σκοτεινά και παγωμένα νέφη όπου τα αστρικά "έμβρυα" επωάζονται από μια πλούσια σε υδρογόνο σκόνη. Για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι μπορούν όχι μόνο να δουν αυτή τη διαδικασία αλλά και να τη μελετήσουν σε δεκάδες παραδείγματα διαφόρων μεγεθών και επιπέδων φωτεινότητας.
Οι κόκκινες κουκκίδες που είναι ορατές στις εικόνες του Webb είναι πρωτοαστέρια, κουκούλια σκόνης και αερίου τόσο πυκνά που καταρρέουν μεταξύ τους υπό το βάρος της ίδιας τους της βαρύτητας. Καθώς τα νέφη καταρρέουν, σχηματίζουν περιστρεφόμενες σφαίρες, οι οποίες τελικά θα γίνουν τόσο πυκνές ώστε τα άτομα υδρογόνου στους πυρήνες τους θα αρχίσουν να συντίθενται μεταξύ τους με τη διαδικασία της πυρηνικής σύντηξης, η οποία κάνει τα αστέρια να λάμπουν.
Τα πρωτοαστέρια που βλέπει ο Webb δεν έχουν σχηματιστεί πλήρως, αρχίζουν μόνο να λάμπουν στο υπέρυθρο φως καθώς θερμαίνονται πάνω από το κρύο του περιβάλλοντος νέφους, το οποίο δεν είναι θερμότερο από -200 βαθμούς Κελσίου.
"Αυτά τα νεαρά αστέρια που βλέπουμε στην εικόνα δεν καίνε ακόμα υδρογόνο. Αλλά σταδιακά, καθώς όλο και περισσότερο υλικό πέφτει μέσα, η μέση γίνεται όλο και πιο πυκνή, τόσο πολύ που η καύση του υδρογόνου ενεργοποιείται. Τότε ξαφνικά η θερμοκρασία τους ανεβαίνει σε περίπου 2 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου", εξηγεί ο Ward-Thompson.
Σε ορισμένες από τις μεγαλύτερες φωτεινές κόκκινες κηλίδες της εικόνας, πολλά αστέρια εκρήγνυνται ταυτόχρονα. Αλλού, η θερμότητά τους δεν έχει ακόμη διαπεράσει τη σκόνη που τους περιβάλλει. Οι Πυλώνες της Δημιουργίας είναι μία από τις πιο κοντινές περιοχές ενεργού σχηματισμού άστρων στη Γη, πράγμα που σημαίνει ότι σε συνδυασμό με τις απεικονιστικές δυνατότητες του Webb, η περιοχή παρέχει την καλύτερη ευκαιρία για τη μελέτη των διαδικασιών σχηματισμού άστρων.
Μια εικόνα 15000 pixels σε πλάτος
Κάθε μία από αυτές τις κόκκινες κουκκίδες που μπορείτε να δείτε μόνο όταν κάνετε ζουμ στην εικόνα καλύπτει μια περιοχή μεγαλύτερη από το ηλιακό μας σύστημα. Ολόκληρη η εικόνα, πλάτους 15.000 εικονοστοιχείων, καταγράφει μια περιοχή περίπου 8 έως 9 έτη φωτός.
"Μπορείς να ξεχωρίσεις στην εικόνα πράγματα που έχουν περίπου το μέγεθος του ηλιακού μας συστήματος", δήλωσε ο Koekemoer. "Αν υπήρχαν μεμονωμένοι πλανήτες όπως ο Δίας, δε θα μπορούσατε να τους αναλύσετε".
Η εικόνα, την οποία ο Koekemoer συναρμολόγησε από δεδομένα που ελήφθησαν από το NIRCam με έξι διαφορετικά φίλτρα, δείχνει τους Πυλώνες σε διαφορετικά χρώματα από αυτά που θα εμφανίζονταν στο ανθρώπινο μάτι. Το μόνο μήκος κύματος στην εικόνα που θα μπορούσε να ανιχνεύσει το ανθρώπινο μάτι είναι αυτό του κόκκινου χρώματος, το οποίο αναπαρίσταται ως μπλε στην εικόνα.
"Τα κιτρινωπά, πρασινωπά και τελικά πορτοκαλί και κόκκινα χρώματα ανήκουν στα μεσαία υπέρυθρα μήκη κύματος", δήλωσε ο Koekemoer. "Τα μεγαλύτερα μήκη κύματος σε αυτή την εικόνα είναι έξι φορές μεγαλύτερα από ό,τι μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι".
Με κάθε χρώμα, εμφανίζεται ένα διαφορετικό στοιχείο των φυσικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο εκπληκτικό νεφέλωμα. Οι γαλαζωπές τούφες αερίου και σκόνης που αναδύονται σαν λεπτά πέπλα από τις άκρες του νεφελώματος είναι νέφη ιονισμένου υδρογόνου - ηλεκτρόνια υδρογόνου που απογυμνώνονται από το ψυχρότερο ατομικό υδρογόνο σχηματίζοντας τα σκοτεινά πυκνά νέφη από το έντονο υπεριώδες φως που εκπέμπεται από κοντινά μεγάλα αστέρια.
Πηγές Εικόνων: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI).