Hubble ujawnia, jak powstają mgławice protoplanetarne

Kosmiczny Teleskop Hubble’a należący do NASA uchwycił niezwykle szczegółowy widok Mgławicy Jajko, rzadkiego zjawiska astronomicznego, które wyznacza gwałtowne, końcowe stadium życia umierającej gwiazdy. Ta mgławica protoplanetarna, oddalona o około 1000 lat świetlnych i znajdująca się w gwiazdozbiorze Łabędzia (Cygnus), oferuje badaczom unikalny wgląd „kryminalistyczny” w proces odrzucania zewnętrznych warstw przez gwiazdy podobne do Słońca. Nowe zdjęcia, przetworzone przez Goddard Space Flight Center 10 lutego 2026 roku, ujawniają złożoną grę światła i cienia, w której wiązki światła gwiazdy przebijają się przez gęsty, nieprzenikniony kokon gwiezdnego pyłu, tworząc upiorny spektakl wizualny.

Czym jest mgławica protoplanetarna?

Mgławica protoplanetarna to krótkotrwały etap ewolucyjny, podczas którego gwiazda o małej lub średniej masie wyrzuca swoje zewnętrzne warstwy gazu, tworząc chłodną, ciemną otoczkę, która nie jest jeszcze wystarczająco gorąca, by ulec jonizacji. Podczas tej krótkiej fazy, trwającej zaledwie kilka tysięcy lat, mgławica świeci poprzez odbijanie światła gwiazdy od cząsteczek pyłu, a nie emitując własne promieniowanie. Etap ten stanowi pomost między Czerwonym Olbrzymem a w pełni uformowaną mgławicą planetarną.

Modele ewolucji gwiazd sugerują, że gwiazdy takie jak nasze Słońce w końcu wyczerpują swoje paliwo wodorowe i helowe, co powoduje ich zapadnięcie się, a następnie ekspansję. Według Bruce’a Balicka z University of Washington, Mgławica Jajko jest pierwszą i najmłodszą odkrytą mgławicą protoplanetarną, stanowiąc istotny przypadek testowy dla teorii dotyczących późnych stadiów śmierci gwiazd. Ponieważ faza ta jest tak ulotna, uchwycenie tak wyraźnego obrazu pozwala astronomom obserwować proces wyrzutu materii, podczas gdy dowody strukturalne pozostają świeże i niezniekształcone przez jonizację.

Termin „mgławica planetarna” jest w rzeczywistości historyczną pomyłką nazewniczą, ponieważ struktury te nie mają związku z planetami. Są to natomiast świecące powłoki gazu powstałe, gdy odsłonięte jądro gwiazdy staje się wystarczająco gorące, aby zjonizować otaczającą materię. W przypadku Mgławicy Jajko centralna gwiazda pozostaje ukryta za „żółtkiem” z pyłu, co czyni ją obiektem „protoplanetarnym”. Ta zwarta struktura ostatecznie przekształci się w coś przypominającego mgławice Ślimak lub Motyl, w miarę jak centralna gwiazda będzie kontynuować proces końcowego nagrzewania się.

Jak Mgławica Jajko tworzy swoje wiązki światła i cienie?

Mgławica Jajko tworzy swoje charakterystyczne wiązki światła i cienie poprzez pierścieniowate otwory w grubym, równikowym dysku pyłu, które działają niczym reflektory na mglistym niebie. Otwory te pozwalają intensywnym strumieniom światła z centralnej gwiazdy wydostać się z nieprzeniknionego kokonu „białka jajka” i oświetlić zewnętrzne, szybciej poruszające się płaty polarne. Proces ten tworzy dramatyczne koncentryczne łuki i cienie widoczne na najnowszych zdjęciach.

Obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a sugerują, że te wiązki „reflektorów” są wynikiem szybkich dżetów przebijających się przez wolniej poruszającą się otoczkę starszej materii. Symetria i precyzja tych wzorów wskazują, że proces ten nie jest chaotyczną eksplozją, lecz skoordynowaną serią zdarzeń wyrzutowych. Badacze uważają, że te wypływy pochodzą z bogatego w węgiel jądra umierającej gwiazdy, która „krztusi się” i uwalnia materię w okresowych pulsach na przestrzeni kilkuset lat.

Zawiłe kształty widoczne w mgławicy sugerują również obecność oddziaływań grawitacyjnych. Wielu astronomów podejrzewa, że wewnątrz centralnego dysku pyłowego rezyduje ukryta gwiazda towarzysząca – partner w układzie binarnym. Towarzysz ten wpływałby na mechanikę orbitalną układu, pomagając rzeźbić wypływający gaz w symetryczne płaty i łuki uchwycone przez kamerę Wide Field Camera 3 (WFC3). Bez takiego partnera śmierć gwiazdy prawdopodobnie skutkowałaby znacznie prostszym, sferycznym obłokiem, a nie tak złożoną geometrią.

Jak daleko od Ziemi znajduje się Mgławica Jajko?

Mgławica Jajko znajduje się około 1000 lat świetlnych od Ziemi w północnym gwiazdozbiorze Łabędzia. Choć niektóre historyczne modele astrofizyczne szacowały odległość na nawet 3000 lat świetlnych, obecne dane NASA potwierdzają jej pozycję w zasięgu 1000 lat świetlnych, co czyni ją jednym z najbliższych obiektów tego typu. Ta bliskość ma kluczowe znaczenie dla uzyskania obrazowania o wysokiej rozdzielczości niezbędnego do badania drobnych zmarszczek pyłu.

Skala mgławicy jest ogromna, a wyrzucona materia porusza się z prędkościami, które pozwoliły jej na znaczną ekspansję w ciągu zaledwie kilku stuleci. Obserwując ruch własny łuków pyłowych, naukowcy mogą obliczyć oś czasu śmierci gwiazdy. Pomiary te wskazują, że najbardziej wewnętrzne pierścienie gwiezdnego pyłu zostały wyrzucone zaledwie kilka wieków temu, co czyni Mgławicę Jajko stosunkowo nowym elementem w krajobrazie Drogi Mlecznej.

Naukowe zainteresowanie odległością i składem Mgławicy Jajko wykracza poza zwykłe mapowanie. Ponieważ gwiazdy takie jak ta wykuły same pierwiastki tworzące planety skaliste, badanie ich wzbogacenia chemicznego dostarcza wskazówek na temat pochodzenia naszego własnego Układu Słonecznego. Pył uchwycony na tych zdjęciach z Hubble’a jest identyczny z materiałem, który 4,5 miliarda lat temu połączył się w Ziemię. Monitorowanie tej mgławicy pozwala naukowcom zobaczyć, jak „nasiona” przyszłych światów są rozsiewane w ośrodku międzygwiazdowym.

Wartość naukowa obserwacji Hubble’a

• Monitorowanie długoterminowe: Ten nowy obraz łączy dane z 2012 roku z niedawnymi obserwacjami, co pozwala na wielodekadowe porównanie ekspansji mgławicy.
• Ciągłość technologiczna: Dzięki użyciu Wide Field Camera 3, Hubble utrzymuje status głównego narzędzia do analizy światła widzialnego i bliskiej podczerwieni.
• Modelowanie śmierci gwiazd: Widoki w wysokiej rozdzielczości pomagają udoskonalać modele komputerowe przewidujące, jak asymetryczne mgławice powstają ze sferycznych gwiazd.
• Skład pyłu: Analiza odbitego światła pomaga określić rozmiar i gęstość ziaren węgla w dysku mgławicy.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a powracał do Mgławicy Jajko kilkakrotnie podczas swojej 35-letniej misji, w tym podczas przełomowych obserwacji w 1997 i 2003 roku. Każda kolejna wizyta, z wykorzystaniem bardziej zaawansowanych instrumentów, takich jak Advanced Camera for Surveys (ACS) oraz NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer), odsłaniała nową warstwę tej kosmicznej cebuli. W miarę jak gwiazda będzie się dalej nagrzewać, Mgławica Jajko ostatecznie przekształci się w świecącą plazmę, co zaznaczy ostatni rozdział jej trwającej miliardy lat podróży.