Σε αυτή την εικόνα από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb διακρίνεται το αστρικό μαιευτήριο NGC 7129, το οποίο βρίσκεται περίπου 3.300 έτη φωτός μακριά από τη Γη.
Τα άστρα γεννιούνται μέσα στις πιο παγωμένες και πυκνές περιοχές αέριων και σκόνης, που ονομάζονται μοριακά νέφη. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός άστρου κατά τη στιγμή της «γέννησής» του, τόσο ταχύτερα καταναλώνει τα πυρηνικά του αποθέματα και τόσο συντομότερη είναι η διάρκεια της ζωής του. Επειδή, όμως, κάθε άστρο γεννιέται με διαφορετική μάζα από τα άλλα, τα άστρα του νεφελώματος βρίσκονται σε διαφορετικά στάδια της εξέλιξής τους.
Το άστρο LkH(alpha) 234, το λαμπρότερο του νεφελώματος, καθώς και αυτό με την μεγαλύτερη μάζα, βρίσκεται στο κέντρο περίπου της εικόνας (οι 8 φωτεινές «ακτίνες» φωτός που μοιάζουν να εκτείνονται από τον πυρήνα του ονομάζονται αιχμές περίθλασης και εξηγούνται στο τέλος του άρθρου). Τα δύο άστρα στο πάνω και κάτω αριστερό μέρος της εικόνας φαίνονται κατά πολύ λαμπρότερα διότι είναι άστρα «προσκηνίου». Βρίσκονται, δηλαδή, πολύ πιο κοντά στη Γη και απλώς μεσολαβούν ανάμεσα σε εμάς και το νεφέλωμα, χωρίς να ανήκουν σε αυτό.
Το LkH(alpha) 234 είναι ένα άστρο προ-Κύριας Ακολουθίας, όπως ονομάζεται και έχει μάζα περίπου 5-8 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Τα άστρα αυτού του τύπου έχουν σχεδόν ολοκληρώσει τη συσσώρευση μάζας και συστέλλονται κάτω από την ίδια τους τη βαρύτητα, γεγονός που αυξάνει την θερμοκρασία στο εσωτερικό τους όλο και πιο πολύ. Όταν εντέλει η θερμοκρασία στον πυρήνα του φτάσει στο όριο που απαιτείται για την έναρξη των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων σύντηξης του υδρογόνου, το άστρο θα εισέλθει σε μια περίοδο σχετικής ευστάθειας, ξεκινώντας τη μακραίωνη εξελικτική του πορεία ως άστρο της Κύριας Ακολουθίας, όπως ονομάζεται, όπου θα συντήκει το υδρογόνο του πυρήνα του σε ήλιο.
Η κοιλότητα στα αριστερά του άστρου LkH(alpha) 234, η οποία εμφανίζεται με κιτρινωπό χρώμα και έχει διάμετρο περίπου 3,5 έτη φωτός, «σμιλεύτηκε» από προγενέστερες εκροές υλικών, καθώς και από την ακτινοβολία του. Στις περιοχές μάλιστα της κοιλότητας, όπου το αέριο υδρογόνο συμπιέζεται, δημιουργούνται κατάλληλες συνθήκες για τον σχηματισμό περισσότερων άστρων.
Η περιοχή στα δεξιά του κεντρικού άστρου αφηγείται μια διαφορετική, αλλά εξίσου χαοτική ιστορία. Η συσσωματωμένη ύλη, που απεικονίζεται με κόκκινο χρώμα, κρύβει πρωταστέρες, οι οποίοι ουσιαστικά αποτελούν τα «έμβρυα» των άστρων που θα γεννηθούν μελλοντικά. Θυμίζουμε εδώ ότι η γένεση νέων άστρων ξεκινά όταν ένα μοριακό νέφος κατακερματιστεί σε μικρότερες περιοχές, κάθε μια απ’ τις οποίες καταρρέει βαρυτικά, αυξάνοντας τη πυκνότητά της διαρκώς.
Κατά τη διαδικασία αυτή, κάθε μικρότερη και πυκνότερη περιοχή που βρίσκεται υπό κατάρρευση, αρχίζει και στροβιλίζεται, σχηματίζοντας έναν πεπλατυσμένο δίσκο υλικών γύρω από έναν κεντρικό πυρήνα πυκνής υλικών με μεγάλη πυκνότητα, που ονομάζεται πρωταστέρας. Καθώς οι πρωταστέρες συσσωρεύουν ύλη και αυξάνουν τη μάζα τους διαρκώς, εκτινάσσουν εκροές υπέρθερμης ύλης, που επίσης «σμιλεύουν» τα αέρια και τη σκόνη που τους περιβάλλουν, ιδιαίτερα μάλιστα όταν «συνωστίζονται» αρκετοί απ’ αυτούς σε μια σχετικά μικρή περιοχή.
Περισσότερες από αυτές τις πρωτοαστρικές εκροές εντοπίζονται στην επάνω αριστερή γωνία της εικόνας, κοντά στο νεφέλωμα που έχει χρωματιστεί με μπλε χρώμα. Στο κέντρο, μάλιστα, αυτής της μπλε περιοχής διακρίνεται και ένας πρωταστέρας που περιβάλλεται από έναν δίσκο ύλης, ο οποίος ρίχνει τη σκιά του πάνω στο περιβάλλον νεφέλωμα.
Τι είναι οι αιχμές περίθλασης;
Οι αιχμές περίθλασης είναι «ακτίνες» φωτός, οι οποίες μοιάζουν να εκτινάσσονται από ένα άστρο σε μια εικόνα, και δημιουργούνται όταν το αστρικό φως περιθλάται, δηλαδή αποκλίνει από την ευθύγραμμη πορεία του εξαιτίας της παρεμβολής κάποιου εμποδίου. Τις περισσότερες φορές το εμπόδιο αυτό είναι οι δομές στήριξης των κατόπτρων του τηλεσκοπίου που αποτύπωσε τη συγκεκριμένη εικόνα.
Στην περίπτωση του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, οι 8 αυτές «ακτίνες» φωτός προκαλούνται από την αλληλεπίδραση της αστρικής ακτινοβολίας με την «τρίποδη» δομή στήριξης του δευτερεύοντος κατόπτρου του, η οποία δημιουργεί 6 αιχμές περίθλασης. Οι άκρες των εξάγωνων επιμέρους τμημάτων του κύριου κατόπτρου δημιουργούν άλλες 6, γι’ αυτό και στις εικόνες άστρων από το James Webb θα περιμέναμε να δούμε συνολικά 12 αιχμές περίθλασης. Ο λόγος για τον οποίο βλέπουμε μόνο 8 είναι ο έξυπνος σχεδιασμός του τηλεσκοπίου, χάρη στον οποίο οι 4 από τις 6 αιχμές περίθλασης του κύριου κατόπτρου συμπίπτουν ακριβώς με 4 από τις αιχμές περίθλασης που οφείλονται στην στήριξη του δευτερεύοντος κατόπτρου.
Το φαινόμενο αυτό παρατηρείται μόνο για «σημειακά» φωτεινά αντικείμενα, όπως τα άστρα. Τα πιο σκοτεινά και πιο «εκτεταμένα» αντικείμενα, όπως είναι τα νεφελώματα και οι γαλαξίες, δεν έχουν ορατές αιχμές περίθλασης.
Φωτογραφία: το αστικό μαιευτήριο NGC 7129 σε ικόνα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb [Credit: NASA, ESA, CSA, STScI; Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)].