Astronomowie uchwycili mgławicę RCW 36 podczas badań nad populacją brązowych karłów

Astronomowie zaprezentowali niezwykłe zdjęcie mgławicy emisyjnej RCW 36, której kształt do złudzenia przypomina kosmicznego sokoła. Fotografia powstała w ramach szeroko zakrojonych badań nad brązowymi karłami – chłodnymi i słabo świecącymi obiektami podgwiazdowymi. Wyniki tych prac, zainicjowanych przez doktoranta Afonso do Britto do Vale z Portugalii i Francji, zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Astronomy & Astrophysics w marcu 2026 roku. Brązowe karły, często określane mianem „nieudanych gwiazd”, to obiekty zbyt małe, by w ich jądrach mógł zajść proces syntezy termojądrowej wodoru. Przeprowadzone analizy dostarczyły kluczowych informacji na temat mechanizmów powstawania tych fascynujących struktur w przestrzeni kosmicznej.

Obraz uzyskany w marcu 2026 roku ukazuje gwiezdny żłobek, będący miejscem narodzin zarówno pełnoprawnych gwiazd, jak i obiektów podgwiazdowych. Na zdjęciu ciemne obłoki materii formują głowę oraz tułów wspomnianego „sokoła”, podczas gdy rozciągnięte pasma gazu i pyłu tworzą jego majestatyczne skrzydła. Poniżej tych struktur widoczna jest jasna, błękitna mgławica, rozświetlona intensywnym promieniowaniem masywnych, młodych gwiazd. Obiekt RCW 36, znany również pod nazwą Gum 20, znajduje się w odległości około 2300 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Żagla. Jest on częścią większego kompleksu gwiazdotwórczego o nazwie Vela Molecular Ridge (Molekularny Grzbiet Żagla), a wiek gromady gwiazd wewnątrz RCW 36 szacuje się na około 1,1 miliona lat.

Do wykonania tej precyzyjnej fotografii wykorzystano zaawansowany instrument HAWK-I, zainstalowany na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). HAWK-I operuje w bliskiej podczerwieni (zakres 0,9–2,5 μm), co pozwala mu z dużą skutecznością wykrywać chłodne obiekty, takie jak brązowe karły, przenikając jednocześnie przez gęste zasłony pyłu międzygwiezdnego. Urządzenie to korzysta z systemów optyki adaptacyjnej, które kompensują turbulencje ziemskiej atmosfery, zapewniając wyjątkową ostrość obrazu. Instrument, zamontowany na jednostce teleskopu UT4 (Yepun), wyposażony jest w cztery detektory Hawaii-2RG i oferuje pole widzenia o wymiarach 7,5 na 7,5 minuty kątowej.

Głównym celem naukowym projektu było zbadanie populacji obiektów podgwiazdowych, wykraczające poza obserwację wyłącznie najjaśniejszych młodych gwiazd. Afonso do Britto do Vale podkreślił, że masywne gwiazdy mają tendencję do „odpychania” otaczających je obłoków gazu i pyłu, co wpływa na dynamikę otoczenia. Badacze połączyli nowoczesne obserwacje GLAO z instrumentu HAWK-I/VLT z danymi archiwalnymi z przeglądów 2MASS, SOFI/NTT oraz danymi kinematycznymi z misji Gaia DR3. Pozwoliło to na stworzenie najbardziej kompletnego katalogu populacji RCW 36. W centralnej części gromady gęstość powierzchniowa gwiazd osiąga imponujący poziom około 3000 obiektów na parsek kwadratowy, co jest wartością znacznie wyższą niż w większości młodych gromad w promieniu 1 kiloparseka od Słońca. Największe gwiazdy w tym skupisku należą do typów widmowych późnego O lub wczesnego B, choć gromada obejmuje również setki mniej masywnych ciał niebieskich.

W toku badań ustalono, że nachylenie dolnej części początkowej funkcji masy (IMF) jest stosunkowo łagodne, co pozostaje w zgodzie z charakterystyką większości gromad galaktycznych. Wykazano również, że stosunek liczby gwiazd do brązowych karłów mieści się w przedziale od 2 do 5. Aby zwiększyć precyzję fotometryczną i ułatwić identyfikację źródeł, naukowcy zastosowali algorytm głębokiego uczenia o nazwie DeNeb, który skutecznie usunął złożone tło emisyjne mgławicy. Osiągnięcia te stanowią istotny wkład w zrozumienie uniwersalności funkcji IMF, która jest fundamentem współczesnych badań nad procesami gwiazdotwórczymi we wszechświecie.