Jedno z najbardziej niezwykłych miejsc we Wszechświecie

Filary Stworzenia to ogromne struktury złożone z gazu i pyłu znajdujące się w Mgławicy Orzeł (M16), około 6500–7000 lat świetlnych od Ziemi, w kierunku gwiazdozbioru Węża. Ich charakterystyczny kształt przypomina gigantyczne kolumny wystające z kosmicznej chmury.

Swoją sławę zawdzięczają przede wszystkim niezwykłemu zdjęciu wykonanym przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a w 1995 roku. Fotografia szybko stała się jednym z najbardziej rozpoznawalnych obrazów astronomicznych w historii. Późniejsze obserwacje, między innymi wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, pozwoliły zajrzeć głębiej w ich strukturę i dostrzec procesy zachodzące wewnątrz tych ogromnych obłoków.

Gdzie znajdują się Filary Stworzenia?

Filary są częścią Mgławicy Orzeł, oznaczanej również jako M16. Jest to aktywny obszar gwiazdotwórczy, w którym powstają nowe gwiazdy.

Mgławica znajduje się w odległości kilku tysięcy lat świetlnych od Ziemi. W zależności od sposobu pomiaru i przyjętej wartości odległości spotyka się wartości około 6500–7000 lat świetlnych.

Sama Mgławica Orzeł jest znacznie większa od słynnych Filarów. NASA podaje, że rozciąga się na około 70 × 55 lat świetlnych, podczas gdy najbardziej charakterystyczne filary mają długość rzędu kilku lat świetlnych.

Z czego zbudowane są Filary Stworzenia?

Choć na zdjęciach mogą przypominać skaliste góry albo gigantyczne formacje skalne, w rzeczywistości nie są zbudowane ze skał.

To przede wszystkim chłodny gaz i pył międzygwiazdowy.

W ich skład wchodzi przede wszystkim wodór, ale znajdują się tam również inne pierwiastki oraz mikroskopijne cząsteczki pyłu.

Materiał jest niezwykle rozrzedzony w porównaniu z ziemskimi warunkami. Ogromne rozmiary sprawiają jednak, że łączna masa takich obłoków może być bardzo duża.

Filary są pozostałością znacznie większego obłoku molekularnego, który pod wpływem promieniowania i wiatrów gwiazdowych jest stopniowo niszczony. Gęstsze fragmenty chmury okazują się bardziej odporne na działanie otaczającego promieniowania i dlatego pozostają widoczne jako charakterystyczne kolumny.

Dlaczego mają taki niezwykły kształt?

Za powstanie charakterystycznych struktur odpowiadają przede wszystkim młode, masywne gwiazdy znajdujące się w pobliżu.

Emitują one ogromne ilości:

  • promieniowania ultrafioletowego,
  • wysokoenergetycznego światła,
  • wiatru gwiazdowego.

Promieniowanie stopniowo niszczy i odparowuje mniej gęsty materiał znajdujący się wokół gęstszych skupisk gazu i pyłu.

Gęstsze fragmenty pozostają natomiast dłużej nienaruszone.

Można to porównać do procesu erozji. Materiał mniej odporny jest usuwany, a bardziej zagęszczone struktury pozostają jako swego rodzaju kosmiczne „wieże”.

Dlaczego nazwano je Filarami Stworzenia?

Nazwa nie jest przypadkowa.

Wnętrza tych struktur są miejscami, w których zachodzi proces powstawania gwiazd.

Gęste obszary gazu mogą zapadać się pod wpływem własnej grawitacji. W miarę kurczenia materiału rośnie jego temperatura i ciśnienie, aż w odpowiednich warunkach rozpoczynają się procesy prowadzące do narodzin gwiazdy.

Dlatego Filary nie są jedynie efektowną strukturą gazową. Są częścią ogromnego kosmicznego środowiska, w którym materia przechodzi proces prowadzący do powstawania nowych gwiazd.

Obserwacje w podczerwieni pozwalają dostrzec młode gwiazdy ukryte wewnątrz gęstych obłoków, które są niewidoczne w świetle widzialnym.

Słynne zdjęcie Hubble’a

W 1995 roku Kosmiczny Teleskop Hubble’a wykonał fotografię, która na zawsze zmieniła sposób postrzegania tego obszaru kosmosu.

Zdjęcie przedstawia trzy główne, wydłużone struktury gazu i pyłu. Ich kształt przypomina ogromne palce lub filary wyrastające z powierzchni mgławicy.

Fotografia szybko stała się symbolem współczesnej astronomii.

Późniejsze obserwacje Hubble’a pozwoliły uzyskać jeszcze bardziej szczegółowe obrazy, a odpowiednie filtry umożliwiły wyróżnienie różnych pierwiastków obecnych w mgławicy.

James Webb zajrzał głębiej

Jednym z najważniejszych kolejnych etapów badań Filarów Stworzenia były obserwacje wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.

Webb obserwuje Wszechświat przede wszystkim w podczerwieni. Ma to ogromne znaczenie w przypadku Filarów, ponieważ gęsty pył pochłania znaczną część światła widzialnego.

Promieniowanie podczerwone może natomiast przenikać przez część tych obłoków.

Dzięki temu astronomowie mogą dostrzegać gwiazdy znajdujące się wewnątrz struktur, które na klasycznych zdjęciach pozostają ukryte.

Dwa teleskopy, dwa różne obrazy

Zdjęcia Hubble’a i Webba nie są po prostu dwiema fotografiami tego samego obiektu.

Każdy teleskop obserwuje inne zakresy promieniowania i dzięki temu pokazuje inne elementy Filarów.

Hubble świetnie pokazuje strukturę gazu i pyłu w świetle widzialnym.

Webb pozwala natomiast zajrzeć głębiej w zakurzone obszary i dostrzec młode gwiazdy oraz szczegóły niewidoczne wcześniej.

Połączenie danych z różnych teleskopów pozwala astronomom znacznie lepiej zrozumieć procesy zachodzące w tym regionie.

Czy gwiazdy naprawdę rodzą się wewnątrz Filarów?

Tak, obserwacje wskazują na obecność bardzo młodych obiektów gwiazdowych w tym regionie.

Gęste skupiska gazu i pyłu mogą być miejscami, w których materia zapada się pod wpływem grawitacji.

W wyniku tego procesu powstają protogwiazdy, czyli młode obiekty znajdujące się na etapie poprzedzającym rozpoczęcie stabilnej fazy życia gwiazdy.

W świetle widzialnym ich obserwacja jest trudna, ponieważ otacza je materiał, z którego powstały. W podczerwieni stają się znacznie łatwiejsze do wykrycia.

Nowsze obserwacje JWST dostarczają również danych pozwalających badać, jak promieniowanie i wiatr młodych, masywnych gwiazd wpływają na tempo powstawania kolejnych gwiazd w strukturach Filarów.

Filary nie są wieczne

Jednym z najbardziej fascynujących aspektów tego obiektu jest fakt, że jego obecny wygląd jest tylko chwilowym etapem w kosmicznej skali czasu.

Promieniowanie ultrafioletowe i wiatr gwiazdowy nieustannie niszczą gaz i pył tworzący charakterystyczne kolumny.

Z czasem Filary będą stopniowo erodować i ostatecznie przestaną przypominać formę, którą widzimy dzisiaj.

Proces ten trwa bardzo długo z perspektywy człowieka, ale w skali życia gwiazd i mgławic jest stosunkowo dynamiczny.

Czy Filary Stworzenia nadal istnieją?

To pytanie ma interesującą odpowiedź.

Ponieważ Filary znajdują się około 6500–7000 lat świetlnych od Ziemi, obserwujemy je takimi, jakimi były tysiące lat temu.

Światło potrzebuje bowiem tysięcy lat, aby dotrzeć z Mgławicy Orzeł do naszych teleskopów.

Oznacza to, że współczesne zdjęcia pokazują przeszłość tego obiektu.

Teoretycznie Filary mogły już ulec znaczącym zmianom, a informacja o tych zmianach po prostu jeszcze do nas nie dotarła.

Nie oznacza to jednak, że astronomowie spodziewają się, iż struktury nagle zniknęły. Ich ewolucja zachodzi w ogromnej skali czasowej.

Kosmiczne laboratorium narodzin gwiazd

Filary Stworzenia są niezwykle cenne dla astronomów nie tylko ze względu na wygląd.

Stanowią naturalne laboratorium, w którym można badać oddziaływanie młodych gwiazd na otaczający je gaz i pył.

  • proces powstawania gwiazd,
  • zachowanie obłoków molekularnych,
  • działanie promieniowania ultrafioletowego,
  • wpływ wiatrów gwiazdowych,
  • ewolucję młodych układów gwiazdowych,
  • rolę pyłu w procesach gwiazdotwórczych.

Badania tego typu pomagają lepiej zrozumieć również historię naszego własnego kosmicznego sąsiedztwa.

Czy podobne struktury występują gdzie indziej?

Tak.

Kosmos jest pełen ogromnych obłoków gazu i pyłu, w których powstają gwiazdy. Filary w Mgławicy Orzeł są jednak szczególnie efektowne ze względu na ich rozmiar, kształt i wyjątkowo korzystne warunki obserwacyjne.

Astronomowie odnajdują podobne wydłużone struktury w innych mgławicach.

Są one przykładem procesów, które zachodzą na ogromną skalę w obszarach gwiazdotwórczych naszej Galaktyki.

Dlaczego Filary Stworzenia są tak ważne?

Filary Stworzenia stały się symbolem narodzin gwiazd, ale również możliwości współczesnej astronomii.

Jedno zdjęcie wykonane przez Hubble’a pozwoliło ludziom zobaczyć procesy zachodzące tysiące lat świetlnych od Ziemi. Kolejne obserwacje pokazały, że za pięknym obrazem kryje się skomplikowana fizyka gazu, pyłu, grawitacji i promieniowania.

Dzięki Webbowi astronomowie mogą obecnie badać ten region z jeszcze większą szczegółowością, a nowe dane pomagają analizować najmłodsze etapy powstawania gwiazd.

Podsumowanie

Filary Stworzenia to ogromne kolumny gazu i pyłu znajdujące się w Mgławicy Orzeł, około 6500–7000 lat świetlnych od Ziemi. Ich niezwykły wygląd jest wynikiem działania promieniowania ultrafioletowego i wiatrów młodych, masywnych gwiazd, które stopniowo erodują otaczającą materię.

W gęstych obszarach Filarów zachodzą procesy związane z narodzinami gwiazd. To właśnie dlatego otrzymały swoją niezwykłą nazwę.

Zdjęcia wykonane przez Hubble’a uczyniły je jednym z najbardziej rozpoznawalnych obiektów astronomicznych, a obserwacje Jamesa Webba pozwoliły zajrzeć głębiej w ich zakurzone wnętrza. Filary pokazują, że Wszechświat nieustannie się zmienia, a nawet pozornie nieruchome kosmiczne krajobrazy są miejscem narodzin nowych gwiazd i nieustannej ewolucji materii.