Hubble złapał coś pięknego, ale i mrocznego. To umierająca gwiazda

Dwa promienie świetlne, warstwy pyłu i gasnąca gwiazda w centrum. Hubble odsłania mroczne piękno Mgławicy Jajko w gwiazdozbiorze Łabędzia.

Mgławica Jajko znajduje się w odległości około tysiąca lat świetlnych od Ziemi. W centrum tej struktury kryje się gwiazda, która przez miliardy lat świeciła bardzo spokojnie, aż w końcu wyczerpała zapasy paliwa jądrowego. Dziś nie przypomina już stabilnego Słońca, ale obiekt w fazie gwałtownej przemiany.

Nowe zdjęcie Hubble’a pokazuje ją jak żółtko zanurzone w obłoku gazu i pyłu. To, co widzimy jako rozmytą, niebieskawą skorupę, jest materią dosłownie odrywaną z zewnętrznych warstw gwiazdy. W przeszłości podobne obiekty znaliśmy głównie jako niewyraźne plamki na tle nieba. Teraz widać, iż ta śmierć jest precyzyjnie wyrzeźbiona w przestrzeni: pojawiają się koncentryczne łuki, smugi, symetryczne stożki światła.

To właśnie ta regularność nadaje Mgławicy Jajko jej hipnotyzujące, ale i niepokojące piękno. Mamy przed oczami kosmiczną rzeźbę, którą sama gwiazda dłutuje własnymi ostatnimi oddechami.

Mgławica przedplanetarna, czyli chwila tuż przed kosmicznym epilogiem

Jajko należy do klasy tzw. mgławic przedplanetarnych. To bardzo krótki etap życia gwiazdy podobnej do Słońca, który trwa zaledwie kilka chwil w skali wszechświata.

Wcześniej taka gwiazda przechodzi fazę czerwonego olbrzyma. Puchnie, traci stabilność i zaczyna tracić materię w postaci wolno wypływającego gazu. Z czasem traci tak dużo, iż zewnętrzne warstwy przestają być z nią grawitacyjnie związane i zaczynają tworzyć otaczającą chmurę.

Właśnie wtedy powstaje mgławica przedplanetarna. Jej centrum wciąż jest stosunkowo chłodne, więc otaczający gaz nie świeci jeszcze własnym światłem. Widzimy ją głównie dzięki temu, iż gwiazda oświetla pył jak reflektor przebijający się przez dym. Dopiero gdy nagie jądro gwiazdy rozgrzeje się do znacznie wyższej temperatury, zacznie jonizować gaz wokół siebie. Wtedy mgławica stanie się klasyczną mgławicą planetarną, czyli świecącą bańką gazu, a sama gwiazda skurczy się do postaci białego karła.

Mgławica Jajko jest więc w jednej z najbardziej ulotnych faz życia gwiazdy. To moment, w którym śmierć nie pozostało pełna, ale przyszła forma układu – biały karzeł w centrum świecącej bańki – już się rysuje.

Światło przeciska się przez mrok

Na zdjęciu Hubble’a uwagę przykuwają przede wszystkim dwa przeciwległe stożki światła oraz przecinające je łuki przypominające odciski fal na wodzie. Ten widok może przypominać reflektory przecinające gęstą mgłę. Sam mechanizm jest bardzo podobny.

Gwiazda w centrum Mgławicy Jajko jest otoczona grubą warstwą pyłu, która skutecznie blokuje większość światła. W niektórych miejscach powłoka jest jednak cieńsza, pęknięta lub wyrzeźbiona przez potężne strumienie gazu. To przez te szczeliny wydostają się promienie, które widzimy jako jasne, symetryczne stożki.

Fot. NASA, ESA, Bruce Balick (UWashington)

Łuki wokół nich zdradzają, iż utrata masy nie była procesem jednorodnym. Gwiazda pozbywała się materii seriami, niczym w powtarzających się zrywach. Każdy taki epizod wyrzucał w przestrzeń kolejną falę gazu i pyłu, która z czasem oddalała się od gwiazdy, tworząc nową warstwę w kosmicznej cebuli.

Tego typu struktury są dla astrofizyków wyjątkowo cenne. Pozwalają bowiem oszacować, kiedy poszczególne warstwy zostały wyrzucone i w jakim tempie gwiazda traciła masę. To coś w rodzaju historii choroby zapisanej w materii.

Śmierć bez eksplozji, za to z matematyczną precyzją

Patrząc na dramatyczny wygląd Mgławicy Jajko, można łatwo skojarzyć ją z supernową, czyli eksplozją, która oznacza nagły koniec masywnej gwiazdy. W tym przypadku scenariusz jest jednak zupełnie inny.

Symetria struktur w Mgławicy Jajko sugeruje, iż nie mamy do czynienia z pojedynczym, gwałtownym wybuchem, ale z serią uporządkowanych, choć wciąż słabo poznanych zrywów we wnętrzu gwiazdy. Astronomowie opisują je jako rodzaj niestabilnych procesów w węglowo wzbogaconym jądrze, które każą gwieździe raz po raz odrzucać kolejne porcje materii.

Z perspektywy obserwatora efekt może wydawać się wręcz elegancki. W rzeczywistości jest to końcowy etap wewnętrznej walki o równowagę, którą gwiazda ostatecznie przegrywa. Zamiast widowiskowej eksplozji mamy więc śmierć przypominającą długie, powolne gaśnięcie, ale wzmocnione regularnymi wyrzutami gazu. To właśnie ten kontrast – między wizualnym pięknem a fizyczną agonią – sprawia, iż Mgławica Jajko jest jednocześnie fascynująca, jak i niepokojąca.