Obszar gwiazdotwórczy NGC 7129: Webb pokazuje dżety i wypływy młodych gwiazd

Młode gwiazdy na różnych etapach w jednym kadrze

Jasna gwiazda pośrodku to LkHα 234, młoda gwiazda o masie od pięciu do ośmiu mas Słońca. Zgromadziła już większość swojej materii, a teraz kurczy się pod wpływem własnej grawitacji i przy tym się nagrzewa — aż w jej wnętrzu, tak jak w Słońcu, zacznie się synteza wodoru. Masywniejsze gwiazdy ewoluują szybciej, więc LkHα 234, najmasywniejsza gwiazda tej młodej gromady, jest zarazem najbardziej rozwinięta.

Na lewo od niej widać złocistą wnękę o średnicy około 3,5 roku świetlnego. W obłoku molekularnym wyżłobiły ją wypływy, które gwiazda wyrzucała na wcześniejszym etapie rozwoju. Tam, gdzie nagrzany przez gwiazdy gaz napiera na zimniejszy obłok, wzdłuż górnej krawędzi wnęki powstaje ostry grzbiet. Na tej granicy, nazywanej regionem fotodysocjacji, światło gwiazd rozbija cząsteczki wodoru na atomy i przez miliony lat stopniowo rozprasza obłok.

Po prawej stronie poszarpany gaz pełen skupisk, rozświetlony na czerwono przez wypływy, skrywa protogwiazdy, czyli gwiazdy na wcześniejszym etapie, które wciąż gromadzą masę. W środku niebieskiej mgławicy w lewym górnym rogu kryje się kolejna protogwiazda; jej dysk w kształcie obwarzanka rzuca cień na otaczający gaz.

Dżety, fale uderzeniowe i obiekty Herbiga-Haro

Młode gwiazdy nie tylko przyciągają materię, ale też wyrzucają jej część: w wąskich strumieniach, zwanych dżetami, i w szerszych wypływach. Gdy ten szybki gaz uderza w wolniejszy obłok, fale uderzeniowe pobudzają go do świecenia. Takie świecące obszary wokół nowo narodzonych gwiazd nazywa się obiektami Herbiga-Haro. Na zdjęciu Webba czerwone plamy o wyraźnej fakturze to wypływy z kilku protogwiazd, nakładające się na siebie, gdy patrzymy z Ziemi.

Przegląd badań nad powstawaniem gwiazd w Cefeuszu z 2008 roku wymienia ponad dwadzieścia obiektów Herbiga-Haro w obrębie NGC 7129 i w najbliższej okolicy; wiele z nich przypisano otoczeniu LkHα 234. Dżet optyczny odkryty tam w 1990 roku jest skierowany na południowy zachód, w głąb wnęki. Późniejsze obserwacje wykryły kilka głęboko ukrytych młodych obiektów w odległości kilku sekund kątowych od LkHα 234. Jeden z nich, zagęszczenie materii widoczne tylko na falach milimetrowych, jest prawdopodobnie źródłem dżetu świecącego w linii wodoru cząsteczkowego, a autorzy przeglądu nie znajdują śladów wypływu dwubiegunowego, czyli skierowanego w obie strony, z samej jasnej gwiazdy. Komunikat ESA/Webb nie zaznacza na zdjęciu poszczególnych obiektów Herbiga-Haro.

Dlaczego Webb patrzy w podczerwieni

Gwiazdy powstają w zimnych, gęstych obłokach, których pył rozprasza i pochłania światło widzialne, więc najmłodsze obiekty pozostają niewidoczne dla teleskopów optycznych. Promieniowanie podczerwone przechodzi przez znaczną część tego pyłu. Do tego gaz w wypływach, rozgrzany przez fale uderzeniowe, sam świeci w podczerwieni — na przykład dzięki promieniowaniu ciepłego wodoru cząsteczkowego.

Zdjęcie łączy obrazy wykonane w sześciu filtrach kamery NIRCam w zakresie od 1,15 do 4,7 mikrometra, a każdemu filtrowi przypisano barwę: filtrom krótszych fal niebieską i turkusową; filtrowi 3,35 mikrometra, czułemu na bogate w węgiel cząsteczki zwane wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (WWA, ang. PAH), żółtą; dwóm filtrom najdłuższych fal czerwoną, przy czym jeden z nich obejmuje linię wodoru cząsteczkowego. Barwy oznaczają filtry, a nie pierwiastki. Według ESA/Webb gaz wypełniający złocistą wnękę to gorący wodór atomowy, czerwone obszary to chłodniejszy gaz molekularny podgrzany przez wypływy, a szare to najzimniejszy i najgęstszy gaz, w którym gwiazdy jeszcze nie powstały.

Gdzie szukać NGC 7129 i co pokaże teleskop

NGC 7129 leży w gwiazdozbiorze Cefeusza, w punkcie o rektascensji 21h 43m i deklinacji +66° 07′. Na północ od około 24° N nigdy nie zachodzi, a w Warszawie góruje na wysokości około 76° nad północnym horyzontem. W połowie sierpnia znajduje się po przeciwnej stronie nieba niż Słońce, więc najwyżej jest wtedy w środku nocy, a w październiku i listopadzie — wieczorem. Na równiku wysokość górowania nie przekracza około 24°, a na południe od około 24° S obiekt w ogóle nie wschodzi: to cel dla obserwatorów z półkuli północnej.

Duży teleskop amatorski może pokazać mgławicę refleksyjną, czyli pył oświetlony przez gwiazdy gromady. Katalogi podają jasność około 11,5 mag i rozmiar około 7 minut kątowych. Obserwator wizualny Steve Gottlieb zobaczył przez teleskop o średnicy 44 cm poświatę o dość wysokiej jasności powierzchniowej, mającą około 3 na 2 minuty kątowe, wokół trzech gwiazd o jasności od 9,5 do 10,5 mag. Gottlieb obserwował ją też teleskopem 33-centymetrowym; źródła, które przeczytaliśmy, nie opisują widoku przez mniejsze instrumenty. Optyczne zdjęcie Roberta Gendlera, zamieszczone w przeglądzie z 2008 roku, pokazuje gromadę, mgławicę i kilka obiektów Herbiga-Haro. Webb zarejestrował światło podczerwone, pokazane tu w umownych barwach, więc ani widok w okularze, ani zwykła fotografia nie będą wyglądać tak jak to zdjęcie.