Το ωμέγα νεφέλωμα (Messier 17), επίσης γνωστό ως νεφέλωμα του Κύκνου λόγω της ξεχωριστής εμφάνισής του, είναι ένα από τα πιο γνωστά νεφελώματα στον γαλαξία μας. Βρίσκεται περίπου 5.500 έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό του Τοξότη, αυτό το νεφέλωμα είναι επίσης μία από τις πιο φωτεινές και πιο ογκώδεις περιοχές που σχηματίζουν αστέρια στον Γαλαξία μας. Δυστυχώς, τα νεφελώματα είναι πολύ δύσκολο να μελετηθούν λόγω του τρόπου με τον οποίο τα σύννεφα σκόνης και αερίου τους κρύβουν το εσωτερικό τους.
Για αυτόν τον λόγο, οι αστρονόμοι αναγκάζονται να εξετάσουν νεφελώματα στο μη ορατό μήκος κύματος για να πάρουν μια καλύτερη ιδέα για το μακιγιάζ τους. Χρησιμοποιώντας το στρατοσφαιρικό παρατηρητήριο υπέρυθρης αστρονομίας (SOFIA), μια ομάδα επιστημόνων της NASA παρατήρησε πρόσφατα το νεφέλωμα του Κύκνου στο υπέρυθρο μήκος κύματος. Αυτό που βρήκαν αποκάλυψε πολλά για το πώς εξελίχθηκε αυτό το νεφελώδες και αστρικό φυτώριο με την πάροδο του χρόνου.
Για να είμαστε σαφείς, η μελέτη νεφελωμάτων που σχηματίζουν αστέρια όπως το M17 δεν είναι απλή δουλειά. Για αρχάριους, αποτελείται σε μεγάλο βαθμό από καυτό αέριο υδρογόνο που φωτίζεται από τα πιο καυτά αστέρια που βρίσκονται μέσα σε αυτό. Ωστόσο, τα πιο φωτεινά αστέρια του μπορεί να είναι δύσκολο να τα δούμε άμεσα, επειδή στεγάζονται μέσα σε κουκούλια πυκνού αερίου και σκόνης. Η κεντρική του περιοχή είναι επίσης πολύ φωτεινή, σε σημείο που οι εικόνες που τραβήχτηκαν σε μήκη κύματος ορατού φωτός γίνονται υπερκορεσμένες.
Ως εκ τούτου, αυτό το νεφέλωμα και τα νεότερα αστέρια που ζουν βαθιά μέσα του πρέπει να παρατηρηθούν στο μήκος κύματος υπέρυθρων. Για να γίνει αυτό, η ερευνητική ομάδα βασίστηκε στην κάμερα υπέρυθρων αντικειμένων Faint Object για το τηλεσκόπιο SOFIA (FORCAST), η οποία αποτελεί μέρος του κοινού τηλεσκοπίου NASA / DLR SOFIA. Αυτό το τηλεσκόπιο στεγάζεται σε ένα τροποποιημένο αεροσκάφος Boeing 747SP που το πετάει συνήθως σε υψόμετρο 11600 έως 13700 m (38.000 έως 45.000 ft) για να κάνει παρατηρήσεις.
Αυτό το υψόμετρο τοποθετεί το SOFIA στη στρατόσφαιρα της Γης, όπου υπόκειται σε 99% λιγότερες ατμοσφαιρικές παρεμβολές από τα επίγεια τηλεσκόπια. Όπως εξήγησε ο Wanggi Lim, επιστήμονας του Πανεπιστημίου Space Research Association (USRA) στο SOFIA Science Center στο Κέντρο Έρευνας Ames της NASA:
«Το σημερινό νεφέλωμα κρατά τα μυστικά που αποκαλύπτουν το παρελθόν του. πρέπει απλώς να είμαστε σε θέση να τα αποκαλύψουμε. Το SOFIA μας επιτρέπει να το κάνουμε αυτό, έτσι μπορούμε να καταλάβουμε γιατί το νεφέλωμα μοιάζει με το σήμερα. "
Χάρη στο όργανο FORCAST της SOFIA, η ομάδα μπόρεσε να διαπεράσει το πέπλο του νεφελώματος του Κύκνου για να αποκαλύψει εννέα άγνωστα προηγούμενα πρωτότυπα - περιοχές όπου το σύννεφο του νεφελώματος καταρρέει για να δημιουργήσει νέα αστέρια. Επιπλέον, η ομάδα υπολόγισε τις ηλικίες των διαφόρων περιοχών του νεφελώματος και διαπίστωσε ότι δεν σχηματίστηκαν όλα ταυτόχρονα, αλλά μέσω πολλών γενεών σχηματισμού αστεριών.
Η κεντρική περιοχή, δεδομένου ότι είναι η παλαιότερη και πιο εξελιγμένη, πιστεύεται ότι σχηματίστηκε πρώτα, ακολουθούμενη από τη βόρεια περιοχή και τις νότιες περιοχές, αντίστοιχα. Σημείωσαν επίσης ότι ενώ η βόρεια περιοχή είναι παλαιότερη από τη νότια περιοχή, η ακτινοβολία και οι αστρικοί άνεμοι από προηγούμενες γενιές αστεριών διέκοψαν το υλικό εκεί, εμποδίζοντας έτσι να καταρρεύσει για να σχηματίσει την επόμενη γενιά αστεριών.
Αυτές οι παρατηρήσεις αποτελούν μια σημαντική ανακάλυψη για τους αστρονόμους, οι οποίοι προσπαθούν να μάθουν περισσότερα για τα αστέρια μέσα στο νεφέλωμα του Κύκνου για δεκαετίες. Όπως είπε ο Jim De Buizer, ένας ανώτερος επιστήμονας στο SOFIA Science Center, το έθεσε:
«Αυτή είναι η πιο λεπτομερής άποψη του νεφελώματος που είχαμε ποτέ σε αυτά τα μήκη κύματος. Είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να δούμε μερικά από τα νεότερα, τεράστια αστέρια του και να αρχίσουμε να κατανοούμε πραγματικά πώς εξελίχθηκε στο εμβληματικό νεφέλωμα που βλέπουμε σήμερα. "
Ουσιαστικά, τα τεράστια αστέρια (όπως αυτά που βρίσκονται στο νεφέλωμα του Κύκνου) απελευθερώνουν τόση ενέργεια που μπορούν να επηρεάσουν την εξέλιξη ολόκληρων γαλαξιών. Ωστόσο, μόνο το 1% όλων των αστεριών είναι αυτό το τεράστιο, πράγμα που σημαίνει ότι οι αστρονόμοι έχουν πολύ λίγες ευκαιρίες να τα μελετήσουν. Και ενώ έχουν γίνει έρευνες υπέρυθρων για αυτό το νεφέλωμα πριν από τη χρήση διαστημικών τηλεσκοπίων, κανένα από αυτά δεν αποκάλυψε το ίδιο επίπεδο λεπτομέρειας με το SOFIA.
Η παραπάνω σύνθετη εικόνα δείχνει αυτό που κατέγραψε το SOFIA, μαζί με δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel και Spitzer που δείχνουν το κόκκινο αέριο στις άκρες του (κόκκινο) και το λευκό αστέρι, αντίστοιχα. Αυτές περιελάμβαναν περιοχές αερίου (εμφανίζονται με μπλε χρώμα) που θερμαίνονται από τεράστια αστέρια που βρίσκονται κοντά στο κέντρο και σύννεφα σκόνης (εμφανίζονται με πράσινο χρώμα) που θερμαίνονται από υπάρχοντα τεράστια αστέρια και κοντινά νεογέννητα αστέρια.
Οι παρατηρήσεις είναι επίσης σημαντικές για το πώς Σπίτζερ, Το πρώτο υπέρυθρο τηλεσκόπιο της NASA για περισσότερα από 16 χρόνια, πρόκειται να αποσυρθεί στις 30 Ιανουαρίου 2020. Εν τω μεταξύ, η SOFIA θα συνεχίσει να εξερευνά το Σύμπαν στα μεσαία και μακριά υπέρυθρα μήκη κύματος, τα οποία δεν είναι προσβάσιμα σε άλλα τηλεσκόπια . Τα επόμενα χρόνια, θα ενταχθεί από το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) και το Τηλεσκόπιο έρευνας υπερύθρων ευρείας περιοχής (WFIRST).
Μαθαίνοντας περισσότερα για τη σύνθεση και την εξέλιξη των νεφελών, οι αστρονόμοι ελπίζουν να κατανοήσουν καλύτερα τον σχηματισμό αστεριών και πλανητών, τη χημική εξέλιξη των γαλαξιών και τον ρόλο που διαδραματίζουν τα μαγνητικά πεδία στην κοσμική εξέλιξη.
