سديم أوميغا (ميسيير 17) ، المعروف أيضًا باسم سديم البجعة بسبب مظهره المميز ، هو أحد السدم الأكثر شهرة في مجرتنا. تقع هذه السديم على بعد حوالي 5500 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة القوس ، وهي أيضًا واحدة من أكثر مناطق تكوين النجوم سطوعًا وضخمة في درب التبانة. لسوء الحظ ، من الصعب جدًا دراسة السدم بسبب الطريقة التي تحجب بها سحبها من الغبار والغاز تصميماتها الداخلية.
لهذا السبب ، يضطر علماء الفلك إلى فحص السدم في الطول الموجي غير المرئي للحصول على فكرة أفضل عن مكياجهم. باستخدام مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA) ، لاحظ فريق من علماء وكالة ناسا مؤخرًا سديم البجعة في الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء. كشف ما وجدوه الكثير عن كيفية تطور هذا السديم والحضانة النجمية بمرور الوقت.
لنكون واضحين ، دراسة السدم التي تشكل النجوم مثل M17 ليست مهمة بسيطة. بالنسبة للمبتدئين ، يتكون إلى حد كبير من غاز الهيدروجين الساخن الذي تضيئه أشد النجوم حرارة داخله. ومع ذلك ، يمكن أن يكون من الصعب رؤية نجومها الساطعة بشكل مباشر لأنها تقع داخل شرانق من الغاز الكثيف والغبار. كما أن منطقتها المركزية مشرقة للغاية ، لدرجة أن الصور الملتقطة بأطوال موجية للضوء المرئي تصبح مشبعة.
على هذا النحو ، يجب ملاحظة هذا السديم وأصغر النجوم التي تعيش في أعماقها في الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء. للقيام بذلك ، اعتمد فريق البحث على كاميرا الأشعة تحت الحمراء للكائن الخافت لتلسكوب SOFIA (FORCAST) ، وهو جزء من تلسكوب NASA / DLR SOFIA المشترك. يوجد هذا التلسكوب على متن طائرة بوينج 747 إس إس معدلة تطير بشكل روتيني إلى ارتفاع 11600 إلى 13700 م (38000 إلى 45000 قدم) لإجراء عمليات المراقبة.
يضع هذا الارتفاع SOFIA في طبقة الستراتوسفير للأرض ، حيث يخضع لتداخل جوي أقل بنسبة 99٪ من التلسكوبات الأرضية. وكما أوضح وانجي ليم ، عالم جمعية أبحاث الفضاء بالجامعات (USRA) بمركز علوم SOFIA في مركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا:
"إن السديم الحالي يحمل الأسرار التي تكشف ماضيه. نحتاج فقط أن نكون قادرين على كشفها. يتيح لنا SOFIA القيام بذلك ، حتى نتمكن من فهم سبب ظهور السديم بالشكل الذي يبدو عليه اليوم. "
بفضل أداة FORCAST من SOFIA ، تمكن الفريق من اختراق حجاب سوان سوان للكشف عن تسعة بروتوستار لم تكن معروفة من قبل - وهي المناطق التي تنهار فيها سحابة السديم لتكوين نجوم جديدة. بالإضافة إلى ذلك ، قام الفريق بحساب أعمار مناطق السديم المختلفة وقرر أنها لم تتشكل كلها في وقت واحد ، ولكن من خلال أجيال متعددة من تكوين النجوم.
يُعتقد أن المنطقة الوسطى ، لأنها الأقدم والأكثر تطورًا ، تشكلت أولاً ، تليها المنطقة الشمالية والمناطق الجنوبية على التوالي. وأشاروا أيضًا إلى أنه في حين أن المنطقة الشمالية أقدم من المنطقة الجنوبية ، فإن الإشعاع والرياح النجمية من الأجيال السابقة من النجوم عطلت المواد هناك ، وبالتالي منعها من الانهيار لتشكيل الجيل التالي من النجوم.
تشكل هذه الملاحظات انفراجًا لعلماء الفلك ، الذين كانوا يحاولون معرفة المزيد عن النجوم داخل سديم سوان منذ عقود. كما نقلها جيم دي بويزر ، وهو عالم بارز أيضًا في مركز صوفيا للعلوم ، قال:
"هذه هي الصورة الأكثر تفصيلاً للسديم الذي شهدناه على الإطلاق في هذه الأطوال الموجية. إنها المرة الأولى التي يمكننا فيها رؤية بعض نجومها الأصغر والأكبر ، والبدء حقًا في فهم كيف تطورت إلى السديم الأيقوني الذي نراه اليوم ".
بشكل أساسي ، تطلق النجوم الضخمة (مثل تلك الموجودة في سديم سوان) الكثير من الطاقة بحيث يمكن أن تؤثر على تطور المجرات بأكملها. ومع ذلك ، فإن 1٪ فقط من جميع النجوم هي بهذا الحجم الضخم ، مما يعني أن الفلكيين لديهم فرص قليلة جدًا لدراستها. وبينما أجريت مسوحات بالأشعة تحت الحمراء لهذا السديم قبل استخدام التلسكوبات الفضائية ، لم يكشف أي منها عن نفس مستوى التفاصيل مثل SOFIA.
تعرض الصورة المركبة أعلاه ما التقطته SOFIA ، جنبًا إلى جنب مع بيانات من تلسكوب Herschel و Spitzer الفضائي والتي تُظهر الغاز الأحمر عند حوافه (الحمراء) و starfield الأبيض ، على التوالي. وشملت هذه مناطق الغاز (الموضحة باللون الأزرق أعلاه) التي يتم تسخينها بواسطة نجوم ضخمة تقع بالقرب من المركز وسحب الغبار (تظهر باللون الأخضر) التي يتم تسخينها بواسطة النجوم الضخمة الموجودة والنجوم حديثة الولادة القريبة.
الملاحظات هي أيضا مهمة حيث نرى كيف سبيتزرمن المقرر أن يتقاعد تلسكوب ناسا الرئيسي للأشعة تحت الحمراء لأكثر من 16 عامًا في 30 يناير 2020. في غضون ذلك ، ستواصل SOFIA استكشاف الكون في الأطوال الموجية المتوسطة والبعيدة للأشعة تحت الحمراء ، والتي لا يمكن الوصول إليها من التلسكوبات الأخرى . في السنوات المقبلة ، سينضم إليها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) و تلسكوب المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع المجال (أولًا).
من خلال معرفة المزيد عن بنية السديم وتطوره ، يأمل الفلكيون في تحسين فهمهم لتكوين النجوم والكواكب ، والتطور الكيميائي للمجرات ، والدور الذي تلعبه المجالات المغناطيسية في التطور الكوني.
