Mgławica Płomień, czyli kosmiczne ognisko, które najlepiej widać przez radioteleskop

Orion to gwiazdozbiór, ale też miejsce na naszym niebie, w którym w odległości ponad tysiąca lat świetlnych znajdują się ogromne ilości materii służącej jako budulec dla coraz to nowych pokoleń gwiazd.

Na tle gwiazd tworzących znany nam kształt Oriona, znajduje się kompleks mgławic i chmur materii, które albo skrywają w sobie młode gwiazdy podświetlające i jonizujące okoliczne obłoki wodoru, albo też czekają na zainicjowanie procesu powstawania gwiazd. Większość z tych obiektów można zobaczyć dopiero za pomocą instrumentów optycznych.

Najbardziej znanym obiektem, z tych, które widać gołym okiem, jest Mgławica w Orionie (M42). Widoczna jako jasna plamka tuż pod tak zwanym pasem Oriona, który tworzą charakterystyczny ciąg trzech leżących blisko siebie jasnych gwiazd (Alnitak, Alnilam i Mintaka).

Gwiazdozbiór Oriona, choć nie objawia wszystkich swoich tajemnic gdy używamy tylko nieuzbrojonego oka, jest i tak jednym z najciekawszych rejonów nieba do obserwacji w styczniu. Na obrazku widok nieba około godziny 21:00 (źródło: Stellarium)

Oprócz niej, każdy pewnie słyszał także o Mgławicy Koński Łeb, która swoją nazwę zawdzięcza kształtowi przywołującemu na myśl właśnie konia. To obiekt, którego nie zobaczymy gołym okiem, ale możemy próbować uwiecznić na zdjęciach. Jedną z najciekawszych fotografii pokazujących Oriona w całej okazałości jest ubiegłoroczne zdjęcie wykonane przez Matta Harbisona.

Niesamowita Mgławica Płomień

W pobliżu Końskiego Łba znajdziemy właśnie tytułową Mgławicę Płomień (ang. Flame Nebula). Choć ma rozmiar około 0,5 stopnia kątowego (tyle co Księżyc w pełni), to jest to bardzo słabo widoczny obiekt. Jasność około 10 magnitudo sprawia, że nie ma szans by zobaczyć ją nie tylko gołym okiem, ale też prostą lunetą lub lornetką. Potrzebne są sprzyjające warunki, dość duży teleskop i wytrenowane oko jeśli chcemy ją zobaczyć bez wykonywania zdjęcia.

Pas Oriona z widoczną w lewym dolnym rogu zdjęcia mgławicą Koński Leb, a nieco powyżej i na lewo od jasnej gwiazdy Mgławicą Płomień

Mgławica Płomień ma również oznaczenie NGC 2024 lub Sh2-277. Jest to mgławica typu emisyjnego, czyli emituje światło w wyniku stygnięcia zjonizowanej wcześniej materii (w tym przypadku wodoru). Czynnikiem pobudzającym jest tu światło młodych gwiazd, a w szczególności gwiazdy Alnitak (w praktyce jest to układ wielokrotny gwiazd), czyli tej leżącej najbardziej po lewej (dla obserwatora z Polski) w pasie Oriona.

Mgławica Płomień na zbliżeniu widziana w podczerwieni przez kamerę WFC3 w teleskopie Hubble

Tworząca mgławicę materia i kilkaset gwiazd uformowanych niedawno w skali kosmicznego czasu (kilkaset tysięcy do kilku milionów lat temu), znajduje się w odległościach od 1300 do 1600 lat świetlnych od Ziemi. Nazwa mgławicy bierze się od kształtu, który przypomina płomień. Pomimo nazwy, a także faktu, że materia w mgławicy jest pobudzona do świecenia, jest tam z naszej perspektywy wciąż bardzo zimno. Jedynie kilkadziesiąt stopni powyżej zera absolutnego.

Co się stanie, gdy Mgławicę Płomień obejrzymy w falach radiowych (dalekiej podczerwieni)

Zwykle Mgławica Płomień przedstawiana jest jako obiekt widziany w bliskiej podczerwieni, czyli poprzez optyczne teleskopy. Jednak jej sekret, o ile można pozwolić sobie na takie sformułowanie, dostrzec można dopiero dzięki obserwacjom za pomocą radioteleskopu.

Radioteleskop APEX

Takie właśnie obserwacje wykonano za pomocą 12 metrowej średnicy radioteleskopu APEX (Atacama Pathfinder Experiment), który znajduje się w Chile na płaskowyżu Chajnantor. Tenże radioteleskop powstał na bazie prototypowej anteny dla projektu ALMA (sieć radioteleskopów).

Obserwacje radiowe z APEX nałożone na zdjęcie nieba wykonane przez teleskop VISTA w podczerwieni

Obraz radiowy pokazuje promieniowanie wyemitowane przez tlenek węgla (CO) znajdujący się w chmurach molekularnych w rejonie Mgławicy Płomień i jej okolic. Odpowiednio przetworzony obraz sprawia wrażenie jakby cała okolica płonęła. Różne kolory wskazują na różne prędkości gazu tworzącego Mgławicę Płomień (lewa część zdjęcia), która de facto oddala się od nas. Czerwony to większa prędkość niż żółty.

Obejrzyj w

Obraz Mgławicy Płomień w promieniowaniu radiowym powstał z pomocą instrumentu SuperCam. Nie jest to nowe urządzenie, zainstalowano je w radioteleskopie APEX już w 2014 roku, a pierwsze obserwacje na bazie których powstał multispektralny obraz mgławicy wykonano kilka lat temu. Niemniej nie zawsze dane przetwarzane są od razu, czasem czekają na uzupełnienie przez kolejne, tak jak w przypadku poszukiwań samotnych planet w Drodze Mlecznej. W końcu są one na tyle kompletne, że naukowcy decydują się pokazać je publicznie.

Obserwacje multispektralne to największe wyzwanie astronomii

Wartość jednoczesnych obserwacji w wielu długościach promieniowania elektromagnetycznego astronomowie zaczęli na dobre doceniać pod koniec XX wieku. Jednak pomimo upływu lat wciąż trudno o instrumenty zapewniające takie multispektralne obserwacje. I nie jest to zaskoczeniem, wszak wymagają one różnego typu detektorów jak i powierzchni zbierających, co trudno połączyć w pojedynczym urządzeniu.

Mgławica Płomień wraz z widoczną w centrum gromadą młodych gwiazd na zdjęciu, które jest połączeniem danych z rentgenowskiego teleskopu kosmicznego Chandra (pozwalają dojrzeć gwiazdy w mgławicy) i obserwacji w podczerwieni z teleskopu Spitzer

Wyobraźmy sobie choćby Webb’a, który na pewno odkryje wiele ciekawych rzeczy. Ten teleskop koncentruje się na obserwacjach w różnych pasmach bliskiej i średniej podczerwieni. To co zaobserwuje z orbity z pewnością warto będzie uzupełnić obserwacjami za pomocą innych instrumentów kosmicznych jak i naziemnych. Oczywiście tam gdzie będzie „zaglądał” Webb, podczerwień gra ważną rolę i dlatego zdecydowano się na wyposażenie go w instrumenty czułe właśnie w takim właśnie promieniowaniu.

Źródło: ESO, inf. własna