Ove se godine navršava 25 godina od lansiranja i početka rada NASA/ESA-inog Svemirskog teleskopa Hubble, bez sumnje najpopularnijeg znanstvenog instrumenta uopće. Zahvaljujući višekratnim intervencijama astronauta, Hubble je do 2009. godine bio ne samo popravljan i održavan u djelatnom stanju, već i poboljšavan novim, sve osjetljivijim i preciznijim  instrumentima. Tijekom tih četvrt stoljeća provednih u stazi oko Zemlje, Hubble je načinio na tisuće izvanrednih fotografija i proveo bezbrojne dragocjene analize spektara najrazličitijih kozmičkih izvora svjetla. Povodom obljetnice, na početku ove godine objavljene su nove Hubbleove slike dvaju dobro poznatih objekata - maglice M16 i galaktike M31.

Nova Hubbleova optička slika stupova stvaranja.

M16 je mlado zvjezdano jato okruženo emisijskom maglicom – međuzvjezdanim plinom i prašinom – koje se nalazi u zviježđu Rep Zmije. Objekt je udaljen od nas oko 6500 svjetlosnih godina, a zbog svog izgleda na slikama niže razlučivosti, poznat je i kao maglica Orao. Riječ je o oblaku hladnog plina koji se u svom središtu prije približno 6 milijuna godina počeo kondenzirati u zvijezde. Otada je u njemu zasjalo oko 400 zvijezda, a one najsjjanije, najmasivnije i najvruće su nastale prije manje od milijun godina. U plinu koji je preostao nakon te početne zvjezdorodne epizode još uvijek dolazi do sažimanja u nove zvijezde, ali taj naknadni stelarni naraštaj ima ozbiljan problem već u nastanku: svoje starije i energične sestre u središtu maglice! Hubble je još 1995. g. snimio jedan mali dio M16, načinivši pri tom svoju najpoznatiju fotografiju, neku vrstu vlastitog zaštitnog znaka. Na njoj prikazana tri „stupa“ od plina i prašine, pomalo sablasnog izgleda i duga po nekoliko svjetlosnih godina, pojavljivala su se u narednim godinama „u filmovima i televizijskim emisijama, na majicama i jastučnicama, čak i na jednoj poštanskoj marki“.

Usporedba stare (lijevo) i nove Hubbleove slike.

U tim duguljastima oblacima još uvijek se pokušavaju oblikovati nove zvijezde, no Hubbleova slika iz 1995. g. je po prvi put bila jasno pokazala da te protozvijezde imaju slabe izglede. Naime, vruće zvijezde koje su svoje fuzijske vatre upalile ranije, razaraju „stupove“ i na taj način lišavaju zvijezde u nastanku potrebnih sirovina. Bilo je otprije poznato da do toga razaranja dolazi djelovanjem ultraljubičastog svjetla iz zvijezda u središtu maglice. To energično zračenje ionizira plin maglice i tjera ga da fluorescentno svijetli, zagrijavajući ga pri tom i raspršujući ga u svemir. Hubble je, međutim, pokazao da oblak trpi i mehaničko razaranje silovitim stelarnim vjetrom, strujama nabijenih čestica koje teku s vrućih zvijezda, puno gušćima i bržima od razmjerno slabašnog Sunčevog vjetra. Zbog činjenice da u njima postoje zvijezde u nastanku, ti su oblaci nazvani „stupovima stvaranja“, ali Hubble nam je dao do znanja da su oni istovremeno i poprišta nezaustavljivog razaranja! Zahvaljujući svemirskom teleskopu, astronomi su uvidjeli da taj proces nije puko postupno zagrijavanje, već nesmiljena i vrlo dinamična erozija. Stupovi stvaranja su izloženi „pjeskarenju“ stelarnim vjetrom i „iskuhavanju“ ultraljubičastim zračenjem. Materijal isparen iz stupova se na slici vidio kao plavičasta izmaglica nad njihovim površinama.

Detalji nove slike, u punoj razlučivosti.

Slika iz 1995. g. je snimljena starom Hubbleovom kamerom (WFPC2), koja je iz njega izvađena 2009. g. kako bi se načinilo mjesta za novi, napredniji instrument (WFC3). Ta nova kamera je odgovorna za netom objavljene mozaike M16, koji se odlikuje većom razlučivošću, širim vidnim kutom i boljim pokrivanjem valnih duljina svjetla. Na prvom od njih, stupovi stvaranja su prikazani u tri boje vidljivog  svjetla. Ionako detaljna slika od prije 20 godina, nadmašena je ovdje u svakom pogledu! Kako je riječ o emisijskoj maglici, specifične valne duljine svjetla koje stižu iz nje otkrivaju nam prisutnost točno određenih tvari. Ta optička slika je tako obrađena da je na njoj zračenje iz kisika prikazano plavom bojom, ono iz sumpora narančastom, dok su vodik i dušik u maglici na slici obojeni zeleno. (Do svih slika možete doći s ove stranice.)

Infracrvena slika snimljena putem WFC3.

Gornji dijelovi stupova su najgušći, pa se najbolje odupiru eroziji. Oni poput kišobrana štite materijal pod sobom od pogubnog utjecaja vrućih zvijezda, smještenih gore, izvan okvira slike. Zapravo, stupovi i jesu oblikovani upravo zahvaljujući toj zaštiti! Erozija je ogolila neke od posebno gustih  kuglica (globula) plina i prašine, najuočljivijih na površini „glave“ najdužeg od stupova. U nekima od njih se kriju zvijezde u nastanku – protozvijezde – ali će zagrijavanje plina vjerojatno spriječiti uspješno okončanje zvjezdorodnog procesa. Ostavši bez količine plina potrebne za paljenje fuzije vodika u svom središtu, protozvijezde u mnogima od tih isparavajućih plinskih globula (eng. krat. EGG) će ostati tek smeđim patuljcima!

Usporedba optičke (lijevo) i infracrvene slike.

Stupovi stvaranja su prilično guste tvorevine i za vidljivo su svjetlo neprozirni. Ali infracrveno zračenje, čak i ono kraćih valnih duljina, prolazi kroz većinu njihova volumena. WFC3 je svestran instrument, sposoban opservirati i u tom dijelu spektra. Od fotografija snimljenih tom kamerom u valnim duljinama od 1,1 i 1,6 mikrona, sastavljen je infracrveni mozaik M16 prepun zvijezda čije svjetlo inače ne može proći kroz maglicu. Na toj slici su neprozirni tek najgušći dijelovi stupova, a čak je i tu moguće makar dijelom zaviriti u njihovu unutrašnjost i vidjeti usađene protozvijezde! Ta se tehnika može slikovito usporediti s rendgenskim snimanjem, što se lijepo vidi na usporedbi optičke i infracrvene slike.

Mlaz iz protozvijezde: 1995. i 2014. godine.

Rađanje zvijezde je buran i neuredan proces. Materijal koji upada na protozvijezdu oblikuje oko nje disk, te se s njegova unutarnjeg ruba urušava k središtu. Ali dio toga plina biva izbačen od protozvijezde, i to u obliku dvaju nasuprotnih mlazova koji izbijaju s njenih polova. Hubble je dosad zabilježio puno takvih mlazova, u različitim zvjezdanim rađaonicama. Na njegove dvije slike M16, posebnu je pozornost privukao mlaz u „glavi“ najvećeg od stupova. U 19 godina koliko je proteklo između dviju opservacija, mlaz – za kojega se pretpostavlja da brizga s protozvijezde koja je čak i na infracrvenoj slici skrivena u gustom dijelu stupa – je zamjetno napredovao! Razlika u položaju njegove fronte ukazuje na prevaljeni put od skoro 100 milijardi kilometara i brzinu prostiranja od oko 720 tisuća kilometara na sat. Sve to što zatičemo u maglici M16 i njenim sve razorenijim stupovima stvaranja, bez sumnje jako nalikuje onome što je okruživalo naše Sunce u vrijeme njegova nastanka, prije oko 4,6 milijardi godina.

Fotografija M16 snimljena s površine Zemlje. U sredini su stupovi stvaranja s Hubbleove slike, a tik iznad njih jato mladih vrućih zvijezda koje ih erodiraju zračenjem i stelarnim vjetrom.

O slici galaktike M31 (Andromede) više drugi put...

Slike i animacija: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA), Digitized Sky Survey ((DSS), Palomar/Caltech i UKSTU/AAO), T. A. Rector (NRAO/AUI/NSF i NOAO/AURA/NSF) i B. A. Wolpa (NOAO/AURA/NSF), te A. Fujii.

Animacija koja zorno prikazuje položaj M16 na nebu.