Ogromny obłok molekularny odkryty w odległości 300 lat świetlnych od Ziemi

300 lat świetlnych od Ziemi astronomowie wykryli ogromny obłok molekularny. Ta chmura wodoru ukrywała się tuż pod nosem astronomów przez całe dekady i została odkryta podczas poszukiwań jej głównego składnika – wodoru cząsteczkowego. Badacze nazwali tę strukturę Eos.

Na obłok molekularny natrafiła grupa astronomów pod kierunkiem Blakesley Burkhart z Rutgers University–New Brunswick. Struktura został odkryta dzięki zastosowaniu innowacyjnej techniki obserwacyjnej. Naukowcy podkreślają, że jest to jedna z największych struktur zaobserwowanych na niebie i jedna z najbliższych Ziemi.

Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Nature Astronomy” (DOI: 10.1038/s41550-025-02541-7).

Eos

Obłoki molekularne to ogromne struktury, lokalne zagęszczenia gazów i pyłów, których głównym składnikiem jest wodór – podstawowy budulec gwiazd i planet. Struktury te zawierają również inne cząsteczki, jak na przykład tlenek węgla. Często wykrywane są przy użyciu konwencjonalnych metod, takich jak obserwacje w zakresie fal radiowych czy podczerwonych, które łatwo wychwytują sygnaturę chemiczną tlenku węgla.

Jeśli taka chmura zgęstnieje i osiągnie wystarczającą masę, może się zapaść pod wpływem grawitacji i zacząć tworzyć gwiazdy. Dlatego Eos oferuje bezprecedensową okazję do zbadania, w jaki sposób rodzą się słońca. Naukowcy nazwali chmurę „Eos”, na cześć bogini mitologii greckiej, która jest uosobieniem świtu, jutrzenki.

Astronomowie wykryli obłok za pomocą światła emitowanego w zakresie dalekiego ultrafioletu, co otwiera nowe możliwości eksploracji Wszechświata z wykorzystaniem tej techniki. Struktura pozostawała ukryta, dopóki naukowcy nie zaczęli specjalnie szukać jej głównego składnika: wodoru cząsteczkowego.

– To pierwszy w historii obłok molekularny odkryty poprzez bezpośrednie poszukiwanie emisji dalekiego ultrafioletu wodoru cząsteczkowego. Dane wykazały świecące cząsteczki wodoru wykryte za pomocą fluorescencji w dalekim ultrafiolecie. Ta chmura dosłownie świeci w ciemności – powiedziała Blakesley Burkhart, główna autorka publikacji.

Nowy obszar gwiazdotwórczy?

Eos znajduje się 300 lat świetlnych od nas, co jest stosunkowo blisko, jak na standardy kosmiczne, ale naukowcy podkreślają, że nie stanowi żadnego zagrożenia dla Ziemi i Układu Słonecznego. Ze względu na swoją bliskość daje wyjątkową okazję do zbadania właściwości tego typu struktur w ośrodku międzygwiazdowym.

Medium międzygwiazdowe, składające się z gazu i pyłu, które wypełnia przestrzeń między gwiazdami w galaktyce, służy jako surowiec do tworzenia nowych gwiazd. – Kiedy patrzymy przez nasze teleskopy, widzimy całe układy planetarne w trakcie formowania, ale nie wiemy dokładnie, jak to się dzieje. Odkrycie Eos jest ekscytujące, ponieważ teraz możemy zbadać, jak powstają i rozpadają się obłoki molekularne oraz jak galaktyka zaczyna przekształcać gaz i pył międzygwiazdowy w gwiazdy i planety – wyjaśniła Burkhart.

Eos znajduje się na skraju Bąbla Lokalnego – ogromnego obszaru o niskiej gęstości materii rozproszonej w przestrzeni międzygwiazdowej. Obszar ten obejmuje także Układ Słoneczny. Naukowcy zaznaczyli, że Eos ma do 80 lat świetlnych średnicy i ma masę od 2000 do 8500 mas Słońca, w zależności od metod użytych do jej oszacowania. Choć w obłoku mogą zostać zainicjowane procesy gwiazdotwórcze, to badacze wskazują, że jest to mało prawdopodobne, ze względu na niską gęstość struktury. Według nich, Eos zniknie za około sześć milionów lat, a jego składniki rozproszą się po przestrzeni kosmicznej.

Dlaczego Eos tak długo unikał wykrycia?

Obłok molekularny przez cały czas znajdował się tuż pod nosem astronomów. Dlaczego nie wykryto go wcześniej? Bo światło emitowane przez strukturę jest wykrywalne tylko w trudnej do uchwycenia i rzadko badanej części widma. Trudno jest wykryć wodór cząsteczkowy, jeśli w pobliżu nie ma gwiazd, które mogłyby go podgrzać. Według Burkhart, obłok jest zdominowany przez wodór cząsteczkowy, ale nie zawiera zbyt wiele materiału i nie emituje charakterystycznej sygnatury, która może zostać wykryta podczas konwencjonalnych obserwacji.

Wielki Wybuch pozostawił po sobie dużo wodoru. Tam, gdzie obłoki były najgęstsze, grawitacja powoli zwiększała ich gęstość, co prowadziło do powstawania gwiazd. Te, gdy dokonały żywota, w swojej wybuchowej śmierci rozprzestrzeniały inne pierwiastki po kosmosie, zasilając nimi bardziej rozproszone obłoki międzygwiazdowe.

– Historia kosmosu to historia przegrupowania atomów na przestrzeni miliardów lat. Wodór, który obecnie znajduje się w obłoku Eos, istniał w czasie Wielkiego Wybuchu i ostatecznie trafił na naszą galaktykę i połączył się. Tak więc była to długa podróż trwająca 13,6 miliarda lat dla tych atomów wodoru – powiedziała Burkhart.

Źródło: Rutgers University, IFLScience, fot. Thomas Müller (HdA/MPIA) and Thavisha Dharmawardena (NYU)