Spektakularan novi snimak maglice Božje oko, koju je zabilježio svemirski teleskop James Webb (JWST), istovremeno otkriva hemiju porijekla života u našem Sunčevom sistemu i nacrt njegove konačne sudbine.
Ta maglica, koja je takođe poznata kao Sauronovo oko i Heliks, jedna je od najbližih, najšarenijih i najistraživanijih planetarnih maglica u svemiru. Naziv Heliks dobila je zato što, osim oku, takođe liči na spiralnu strukturu.
Šta su planetarne maglice?
Planetarne maglice su oblaci gasa i kosmičke prašine koje izbacuju zvijezde slične Suncu kada na kraju života odbace svoje spoljašnje slojeve. Zvijezde slične Suncu nemaju dovoljno mase da na kraju života eksplodiraju kao supernove pa se njihova smrt odvija mirnije. Kada u fuziji sagore svoje nuklearno gorivo, prvo vodonik, a zatim i helijum, oslabi pritisak koji se suprotstavljao gravitaciji pa se njihova jezgra sažimaju i snažno zagrijavaju. Zbog tog zagrijavanja u okolnim, spoljašnjim slojevima nakratko se ponovno pale nuklearne reakcije. Ta energija i pojačano zračenje naduvaju spoljašnje slojeve zvijezde pa ona postaje crveni div. Snažni zvjezdani vjetrovi postupno otpuhuju spoljašnje slojeve u svemir i stvaraju planetarnu maglicu, dok u središtu ostaje gusti bijeli patuljak koji osvjetljava izbačeni materijal, piše Index.
Naziv planetarna maglica zbunjuje jer ti objekti zapravo nemaju nikakve veze s planetima. On je rezultat činjenice da su ih rani astronomi kroz prve teleskope vidjeli kao male, okruglaste diskove slične planetima, a ime se zadržalo iako je naučno netočno.
Bijeli patuljak u središtu maglice Heliks jonizira okolni gas pa on svijetli u živim bojama koje su dijelom vidljive golim okom.
Posebna moć teleskopa James Webb
Budući da se nalazi relativno blizu Zemlje, maglica Božje oko idealan je kandidat za posmatranje. Koristeći svoju kameru za područje svjetlosti blisko infracrvenom, James Webb je prodro u nju dublje nego ijedan teleskop ikada prije. Naime, infracrvena svjetlost prodire dublje kroz oblake gasova i prašine zato što ima veće valne dužine od vidljive svjetlosti – one su veće od tipičnih čestica kosmičke prašine, pa te čestice na njih djeluju kao sitne prepreke koje ih ne mogu učinkovito raspršiti. Kada je talasna dužina svjetlosti uporediva s veličinom čestica ili manja od njih, raspršenje je puno jače.
Šta se vidi na novom snimku?
Na novoj fotografiji malog dijela maglice oko bijelog patuljka (gore) vide se hiljade narandžastih i zlatnih, kometima nalik stubova koji se uzdižu prema gore. Te strukture, tehnički poznate kao kometni čvorovi, razdvajaju brze zvjezdane vjetrove umiruće zvijezde od starijih i hladnijih slojeva gasa koje je zvijezda izbacila ranije u svom životu.
Narandžasti polukrug pri dnu, gdje su ti stubovi gušće zbijeni, označava obod ljuske maglice, a iznad toga prostire se crnina svemira s nešto plavih zvijezda.
Kao što je uobičajeno kod snimaka svemirskih teleskopa, različiti filtri istakli su temperature i hemijski sastav maglice, koji se mijenjaju zavisno od udaljenosti od bijelog patuljka. Ultraljubičasto zračenje koje pali vrući, ionizovani gas stvara plavi sjaj u blizini zvijezde. Dalje od zvijezde okolina postaje hladnija, a molekularni vodonik u njemu prikazan je žutom bojom. Još dalje od zvijezde nalazi se tamnocrvena prašina.
Nisu sve boje vidljive ljudskom oku
Ovdje treba imati na umu da te boje nisu vidljive golim okom. Riječ je o naučnoj rekonstrukciji, a ne o “prirodnoj” slici kakva bi se vidjela ljudskim okom. James Webb snima svemir u infracrvenom području, koje ljudsko oko ne vidi, pa astronomi različitim talasnim dužinama dodjeljuju vidljive boje koje prikazuju temperature, hemijski sastav i fizičke procese u maglici.
Ali, nevidljive infracrvene talasne dužine ne “prevode” se u vidljive boje proizvoljno. Astronomi najčešće koriste tzv. reprezentativni pristup, odnosno pristup lažnih boja koji podrazumijeva da se kraće infracrvene talasne dužine (koje dolaze od toplijeg, energičnijeg gasa i bliže su vidljivom spektru) prevode u plave ili zelene boje (koje u vidljivom spektru imaju više energije). Duže infracrvene talasne dužine, koje potiču od hladnije prašine i molekula, prevode se u crvene i narandžaste tonove (koje u vidljivom dijelu spektra imaju niže energije).
Drugim riječima, postoji logika: energičnije = “hladnije” boje, manje energetsko = “toplije” boje. Ona djeluje kontraintuitivno, ali je slična temperaturnoj skali – izvori s najvišim temperaturama zrače u hladnijim plavičastim tonovima.
Prašina života
Hladna prašina koju je zabilježio James Webb (gore) na novom snimku predstavlja materijal iz kojeg će se formirati sljedeća generacija zvijezda i planeta.
Kombinacija zračenja bijelog patuljka i izbačenog materijala umrle zvijezde stvaraju područja u kojima se mogu formirati složenije organske molekule na bazi ugljenika, uključujući policikličke aromatske ugljikovodike, jednostavne alkohole, aldehide i druge prebiotičke spojeve. Oni se u kasnijim fazama mogu ugraditi u nove zvijezde, planete i u hemiju potrebnu za nastanak života.
Recikliranje zvijezda
Novi snimci pokazuju da je Heliksova maglica zapravo kosmičko središte za recikliranje zvjezdanih materijala te da predstavlja skicu hemije koja je omogućila život na Zemlji kao i onoga što će se dogoditi sa Suncem kada se za oko pet milijardi godina proširi u crvenog diva, odbaci svoje spoljašnje slojeve i iza sebe ostavi bijelog patuljka.