SPEKTAKULARNA nova snimka maglice Božje oko, koju je zabilježio svemirski teleskop James Webb (JWST), istovremeno otkriva kemiju podrijetla života u našem Sunčevom sustavu i nacrt njegove konačne sudbine.

Ta maglica, koja je također poznata kao Sauronovo oko i Heliks, jedna je od najbližih, najšarenijih i najistraživanijih planetarnih maglica u svemiru. Naziv Heliks dobila je zato što, osim oku, također nalikuje spiralnoj strukturi.

Što su planetarne maglice?

Planetarne maglice su oblaci plina i kozmičke prašine koje izbacuju zvijezde slične Suncu kada na kraju života odbace svoje vanjske slojeve. Zvijezde nalik Suncu nemaju dovoljno mase da na kraju života eksplodiraju kao supernove pa se njihova smrt odvija mirnije. Kada u fuziji sagore svoje nuklearno gorivo, prvo vodik, a zatim i helij, oslabi tlak koji se suprotstavljao gravitaciji pa se njihove jezgre sažimaju i snažno zagrijavaju. Zbog tog zagrijavanja u okolnim, vanjskim slojevima nakratko se ponovno pale nuklearne reakcije. Ta energija i pojačano zračenje napuhuju vanjske slojeve zvijezde pa ona postaje crveni div. Snažni zvjezdani vjetrovi postupno otpuhuju vanjske slojeve u svemir i stvaraju planetarnu maglicu, dok u središtu ostaje gusti bijeli patuljak koji osvjetljava izbačeni materijal.

Naziv planetarna maglica zbunjuje jer ti objekti zapravo nemaju nikakve veze s planetima. On je rezultat činjenice da su ih rani astronomi kroz prve teleskope vidjeli kao male, okruglaste diskove nalik planetima, a ime se zadržalo iako je znanstveno netočno.

Bijeli patuljak u središtu maglice Heliks ionizira okolni plin pa on svijetli u živim bojama koje su dijelom vidljive golim okom.

Posebna moć teleskopa James Webb

Budući da se nalazi relativno blizu Zemlje, maglica Božje oko idealan je kandidat za promatranje. Koristeći svoju kameru za područje svjetlosti blisko infracrvenom, James Webb je prodro u nju dublje nego ijedan teleskop ikada prije. Naime, infracrvena svjetlost prodire dublje kroz oblake plinova i prašine zato što ima veće valne duljine od vidljive svjetlosti – one su veće od tipičnih čestica kozmičke prašine, pa te čestice na njih djeluju kao sitne prepreke koje ih ne mogu učinkovito raspršiti. Kada je valna duljina svjetlosti usporediva s veličinom čestica ili manja od njih, raspršenje je puno jače.

Što se vidi na novoj snimci?

Na novoj fotografiji malog dijela maglice oko bijelog patuljka (gore) vide se tisuće narančastih i zlatnih, kometima nalik stupova koji se uzdižu prema gore. Te strukture, tehnički poznate kao kometni čvorovi, razdvajaju brze zvjezdane vjetrove umiruće zvijezde od starijih i hladnijih slojeva plina koje je zvijezda izbacila ranije u svom životu.

Narančasti polukrug pri dnu, gdje su ti stupovi gušće zbijeni, označava obod ljuske maglice, a iznad toga prostire se crnina svemira s nešto plavih zvijezda.

Kao što je uobičajeno kod snimaka svemirskih teleskopa, različiti filtri istaknuli su temperature i kemijski sastav maglice, koji se mijenjaju ovisno o udaljenosti od bijelog patuljka. Ultraljubičasto zračenje koje pali vrući, ionizirani plin stvara plavi sjaj u blizini zvijezde. Dalje od zvijezde okoliš postaje hladniji, a molekularni vodik u njemu prikazan je žutom bojom. Još dalje od zvijezde nalazi se tamnocrvena prašina.

Nisu sve boje vidljive ljudskom oku

Ovdje treba imati na umu da te boje nisu vidljive golim okom. Riječ je o znanstvenoj rekonstrukciji, a ne o "prirodnoj" slici kakva bi se vidjela ljudskim okom. James Webb snima svemir u infracrvenom području, koje ljudsko oko ne vidi, pa astronomi različitim valnim duljinama dodjeljuju vidljive boje koje prikazuju temperature, kemijski sastav i fizičke procese u maglici.

No, nevidljive infracrvene valne duljine ne "prevode" se u vidljive boje proizvoljno. Astronomi najčešće koriste tzv. reprezentativni pristup, odnosno pristup lažnih boja koji podrazumijeva da se kraće infracrvene valne duljine (koje dolaze od toplijeg, energičnijeg plina i bliže su vidljivom spektru) prevode u plave ili zelene boje (koje u vidljivom spektru imaju više energije). Dulje infracrvene valne duljine, koje potječu od hladnije prašine i molekula, prevode se u crvene i narančaste tonove (koje u vidljivom dijelu spektra imaju niže energije).

Drugim riječima, postoji logika: energičnije = "hladnije" boje, manje energetsko = "toplije" boje. Ona djeluje kontraintuitivno, ali je slična temperaturnoj skali – izvori s najvišim temperaturama zrače u hladnijim plavičastim tonovima.

Prašina života

Hladna prašina koju je zabilježio James Webb (gore) na novoj snimci predstavlja materijal iz kojeg će se formirati sljedeća generacija zvijezda i planeta.

Kombinacija zračenja bijelog patuljka i izbačenog materijala umrle zvijezde stvaraju područja u kojima se mogu formirati složenije organske molekule na bazi ugljika, uključujući policikličke aromatske ugljikovodike, jednostavne alkohole, aldehide i druge prebiotičke spojeve. Oni se u kasnijim fazama mogu ugraditi u nove zvijezde, planete i u kemiju potrebnu za nastanak života.

Recikliranje zvijezda

Nove snimke pokazuju da je Heliksova maglica zapravo kozmičko središte za recikliranje zvjezdanih materijala te da predstavlja skicu kemije koja je omogućila život na Zemlji kao i onoga što će se dogoditi sa Suncem kada se za oko pet milijardi godina proširi u crvenog diva, odbaci svoje vanjske slojeve i iza sebe ostavi bijelog patuljka.