Tajemnica słynnego gwiazdozbioru. Zdjęcie ujawniło coś, co umykało teleskopom

W jednym z najbardziej rozpoznawalnych gwiazdozbiorów na nocnym niebie astronomowie wypatrzyli trzy nieznane wcześniej struktury. Przez lata pozostawały praktycznie niewidoczne, choć znajdowały się w sąsiedztwie doskonale znanych mgławic. Dopiero 100 godzin obserwacji i specjalny filtr pozwoliły ujawnić ich obecność.

Nowe obiekty przypominają delikatne, niebieskawe duchy unoszące się w przestrzeni kosmicznej. Naukowcy mają już pierwsze pomysły dotyczące ich pochodzenia, ale żaden nie został jeszcze potwierdzony. Możliwe, że jeden z obiektów jest pozostałością po umierającej gwieździe, a drugi powstał wskutek zderzenia materii międzygwiazdowej z gazem spiętrzanym przez poruszający się układ gwiazd.

Odkrycia dokonano w gwiazdozbiorze Kasjopei, który na północnym niebie można łatwo rozpoznać po charakterystycznym układzie jasnych gwiazd przypominającym literę W. To jeden z najbardziej znanych obszarów nieba, chętnie fotografowany zarówno przez zawodowych astronomów, jak i miłośników astrofotografii.

W jego obrębie znajduje się para efektownych mgławic oznaczonych jako IC 59 i IC 63. Ze względu na nietypowe kształty nazywa się je Duchami Kasjopei. Ich rozległe obłoki gazu i pyłu są oświetlane przez pobliską gwiazdę Gamma Cassiopeiae, co sprawia, że na odpowiednio wykonanych zdjęciach przypominają świetliste zjawy.

Międzynarodowy zespół astrofotografów postanowił przyjrzeć się temu obszarowi znacznie dokładniej. Korzystając z teleskopu w zdalnym obserwatorium Starfront Observatories w Teksasie, zbierali materiał podczas jesieni 2025 r.

Łączny czas naświetlania przekroczył 101 godzin. To ogromna ilość danych pozwalająca zarejestrować sygnały zbyt słabe, aby pojawiły się na typowym zdjęciu nocnego nieba. Efekt prac zaprezentowano 21 października 2026 r. w ramach prowadzonego przez NASA programu Astronomy Picture of the Day.

Na fotografii, oprócz znanych Duchów Kasjopei, pojawiły się trzy dodatkowe struktury. Autorzy oznaczyli je roboczo jako Object 1, Object 2 i Object 3. Wszystkie charakteryzują się niezwykle słabą emisją, której obecność zdradziły obserwacje wykonane przez specjalny filtr.

Sekret fotografii tkwi w sposobie rejestrowania światła. Zwykłe zdjęcie astronomiczne pokazuje promieniowanie pochodzące z wielu różnych źródeł i długości fal. Przy bardzo słabych mgławicach oznacza to, że interesujący sygnał może zginąć w znacznie silniejszym świetle pobliskich gwiazd.

Właśnie dlatego astronomowie stosują filtry wąskopasmowe, przepuszczające jedynie niewielki fragment widma. W tym przypadku kluczowe okazały się obserwacje emisji tlenu, oznaczanej jako O III. Jest to promieniowanie pochodzące od atomów tlenu, które utraciły dwa elektrony, czyli zostały dwukrotnie zjonizowane.

Takie atomy mogą emitować światło o charakterystycznych długościach fal, dzięki czemu da się wykrywać obecność rozgrzanego lub pobudzonego gazu. Nawet jeśli sama struktura jest zbyt słaba, aby wyróżniała się na zwykłej fotografii, odpowiednio dobrany filtr może ujawnić jej kształt.

Jak pisaliśmy wcześniej przy okazji fotografii Mgławicy Shapley 1, astronomowie potrafią wykorzystać promieniowanie poszczególnych pierwiastków do odtwarzania struktury obłoków gazu. Kolory na takich obrazach nie zawsze odpowiadają temu, co zobaczylibyśmy ludzkim okiem. Często są sposobem przedstawienia informacji zarejestrowanych przez instrumenty.

W Kasjopei metoda ta ujawniła trzy niebieskawe struktury, które wcześniej nie zostały wyraźnie wyodrębnione. Ich obecność wskazuje na emisję zjonizowanego tlenu, ale nie mówi jeszcze, skąd pochodzi energia odpowiedzialna za jego pobudzanie.

Najbardziej interesującą hipotezę wysunięto dla obiektu oznaczonego numerem 3. Jego pochodzenie może mieć związek z ruchem układu Gamma Cassiopeiae przez otaczającą go materię międzygwiazdową.

Gwiazdy nie pozostają nieruchome względem gazu i pyłu wypełniającego Drogę Mleczną. W miarę przemieszczania się mogą oddziaływać z tym środowiskiem, a w określonych warunkach powodować powstawanie struktur przypominających falę przed dziobem statku poruszającego się po wodzie.

W astronomii zjawisko to określa się jako łukową falę uderzeniową. Gaz napotykający przeszkodę lub silny wiatr gwiazdowy może ulegać sprężeniu i ogrzaniu. Takie warunki sprzyjają emisji promieniowania, którą następnie rejestrują teleskopy.

Warto przypomnieć, że podobną łukową strukturę astronomowie odkryli niedawno wokół niezwykłego białego karła RXJ0528+2838. Tam obserwacje wykazały obecność rozległej fali powiązanej z oddziaływaniem układu gwiezdnego z otaczającą go materią.

W przypadku Kasjopei rozważany jest podobny mechanizm, ale na razie pozostaje on hipotezą. Obiekt 3 mógłby być obszarem sprężonego i rozgrzanego tlenu, powstałym w związku z ruchem układu Gamma Cassiopeiae. Żeby to potwierdzić, konieczne byłyby dalsze pomiary pozwalające ustalić właściwości gazu i jego ruch.

Zupełnie inne wyjaśnienie zaproponowano dla obiektu numer 1. Astronomowie podejrzewają, że może on być mgławicą planetarną, czyli pozostałością po gwieździe, która zakończyła znaczną część swojej ewolucji i odrzuciła zewnętrzne warstwy materii.

Nazwa jest myląca, ponieważ takie mgławice nie mają związku z powstawaniem planet. Powstają wokół gwiazd o odpowiednich masach, które po etapie czerwonego olbrzyma tracą rozległe otoczki gazowe. Ich odsłonięte, gorące jądra mogą następnie jonizować otaczającą materię i sprawiać, że świeci.

W centrum takiej struktury powinien znajdować się biały karzeł, czyli niezwykle gęsta pozostałość dawnej gwiazdy. I właśnie odnalezienie takiego obiektu byłoby jednym z najważniejszych argumentów przemawiających za planetarnym pochodzeniem nowo odkrytej mgławicy.

Na razie nie potwierdzono jednak obecności odpowiedniego białego karła w centrum obiektu 1. Nie wiadomo więc, czy rzeczywiście oglądamy pozostałość po umierającej gwieździe, czy zupełnie inną strukturę gazową.

Najmniej informacji dotyczy obiektu numer 2. NASA nie wskazuje dla niego równie konkretnej hipotezy, co dobrze pokazuje, że samo ujawnienie nieznanej struktury stanowi dopiero początek badań nad jej pochodzeniem.

Całe odkrycie jest tym ciekawsze, że rejon nowych struktur znajduje się w sąsiedztwie gwiazdy, która sama od dziesięcioleci stanowiła poważną zagadkę. Gamma Cassiopeiae to jasna, gorąca gwiazda należąca do typu Be. Obraca się bardzo szybko i jest otoczona dyskiem gazu, który odpowiada za charakterystyczne linie emisyjne wodoru. Astronomowie wiedzą również, że nie jest samotna, lecz należy do układu gwiezdnego.

Jak pisaliśmy w marcu, wieloletnią tajemnicę nietypowego promieniowania rentgenowskiego Gamma Cassiopeiae pomogły rozwiązać obserwacje satelity XRISM. Wskazały one na obecność białego karła, który przechwytuje materię pochodzącą od większej gwiazdy.

Przeczytaj także:

To oczywiście bardzo ważny kontekst, ale nie dowód dotyczący trzech nowych struktur. Biały karzeł związany z Gamma Cassiopeiae nie musi mieć nic wspólnego z hipotetyczną mgławicą planetarną oznaczoną jako obiekt 1. Nie potwierdzono nawet, że wszystkie nowo odkryte obłoki leżą w tej samej odległości co układ gwiezdny.

Obiekty znajdujące się blisko siebie na fotografii mogą w rzeczywistości dzielić setki, a nawet tysiące lat świetlnych. Dopóki nie zostaną zbadane ich odległości i właściwości, nie można automatycznie zakładać, że tworzą jeden układ fizyczny.

*Źródło grafiki wprowadzającej: NASA / Canva Pro