Omega Nebula (Messier 17), även känd som Svanenebulan på grund av dess distinkta utseende, är en av de mest kända nebulorna i vår galax. Denna nebula ligger cirka 5 500 ljusår från jorden i konstellationen Skytten och är också en av de ljusaste och mest massiva stjärnbildande regionerna i Vintergatan. Tyvärr är nebulor mycket svåra att studera på grund av hur deras moln av damm och gas döljer deras inre.
Av denna anledning tvingas astronomer att undersöka nebulor i den icke synliga våglängden för att få en bättre bild av deras smink. Med hjälp av Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) observerade ett team av forskare från NASA nyligen svanens nebula i den infraröda våglängden. Vad de hittade har avslöjat mycket om hur denna nebula- och stjärnkammare utvecklades över tid.
För att vara tydlig är det ingen enkel uppgift att studera stjärnbildande nebulor som M17. Till att börja med består den till stor del av varm vätgas som är upplyst av de hetaste stjärnorna inuti den. Men de ljusaste stjärnorna kan vara svåra att se direkt eftersom de är inrymda i kokonger av tät gas och damm. Dess centrala region är också mycket ljus, så att bilder som tagits i våglängder av synligt ljus blir övermättade.
Som sådan måste denna nebulosa och de yngsta stjärnorna som bor djupt inne i den observeras i den infraröda våglängden. För att göra detta förlitade forskarteamet sig på Faint Object Infrared Camera för SOFIA-teleskopet (FORCAST), som är en del av det gemensamma NASA / DLR SOFIA-teleskopet. Detta teleskop är inrymt ombord på ett modifierat Boeing 747SP-flygplan som rutinmässigt flyger det till en höjd av 11600 till 13700 m (38.000 till 45.000 ft) för att göra observationer.
Denna höjd placerar SOFIA i jordens stratosfär, där den utsätts för 99% mindre atmosfärstörning än markbaserade teleskoper. Som Wanggi Lim, en forskare vid universitetets rymdforskningsförening (USRA) med SOFIA Science Center vid NASA: s Ames Research Center, förklarade:
”Den nuvarande nebulåan har hemligheter som avslöjar dess förflutna; vi behöver bara kunna avslöja dem. SOFIA låter oss göra detta så att vi kan förstå varför nebulon ser ut som den gör idag. ”
Tack vare SOFIA: s FORCAST-instrument kunde teamet genomtränga svanens nebulös slöja för att avslöja nio tidigare okända protostar - områden där nebulans moln som kollapsar för att skapa nya stjärnor. Dessutom beräknade teamet åldrarna i nebulosens olika regioner och bestämde att de inte alla bildades på en gång, utan genom flera generationer av stjärnbildningar.
Den centrala regionen, eftersom den är den äldsta och mest utvecklade, antas först ha bildats, följt av det nordliga området respektive södra regionen. De noterade också att medan det nordliga området är äldre än den södra regionen, strålning och stjärnvindar från tidigare generationer av stjärnor störde materialet där, vilket förhindrade det från att kollapsa för att bilda nästa generation av stjärnor.
Dessa observationer utgör ett genombrott för astronomer som har försökt lära sig mer om stjärnorna inuti Svanen i flera decennier. Som Jim De Buizer, en seniorforskare vid SOFIA Science Center, förmedlade, uttryckte det:
”Det här är den mest detaljerade bilden av den nebulosa vi någonsin har haft på dessa våglängder. Det är första gången vi kan se några av de yngsta, massiva stjärnorna och börja verkligen förstå hur den utvecklades till den ikoniska nebulosan vi ser idag. "
I huvudsak släpper massiva stjärnor (som de som finns i Svanenågen) så mycket energi att de kan påverka utvecklingen av hela galaxer. Men bara 1% av alla stjärnor är så enorma, vilket innebär att astronomer har mycket få möjligheter att studera dem. Och medan infraröda undersökningar har gjorts av denna nebula innan rymmeteleskop användes, avslöjade ingen av dem samma detaljnivå som SOFIA.
Den sammansatta bilden ovan visar vad SOFIA fångade, tillsammans med data från Herschel och Spitzer Space Telescope som visar den röda gasen vid dess kanter (röd) respektive det vita stjärnfältet. Dessa inkluderade områden med gas (visas i blått ovan) som värms upp av massiva stjärnor belägna nära mitten och dammmoln (visas i grönt) som värms av befintliga massiva stjärnor och närliggande nyfödda stjärnor.
Observationerna är också betydande när det gäller hur Spitzer, NASA: s främsta infraröda teleskop i mer än 16 år, kommer att gå i pension den 30 januari 2020. Under tiden kommer SOFIA att fortsätta utforska universum i våglängderna mellan och långt till infraröd, som inte är tillgängliga för andra teleskoper . Under de kommande åren kommer den att förenas av James Webb rymdteleskop (JWST) och Infrarött undersökningsteleskop med bred fält (WFIRST).
Genom att lära sig mer om smink och utveckling av nebulor hoppas astronomer på att förbättra deras förståelse av stjärn- och planetbildning, galaxernas kemiska utveckling och den roll magnetiska fält spelar i den kosmiska utvecklingen.
