To tak niezwykły obraz mgławicy M16, zwanej także Mgławicą Orzeł, że nawet najwięksi miłośnicy nieba będą zaskoczeni. Pokazane jest na nim dokładnie to, co jest niewidoczne na najbardziej znanym zdjęciu tej słynnej mgławicy: wielka ilość zimnego pyłu, który otacza nowo powstałe gwiazdy.
Zdjęcia dostarczył należący do European Space Agency (ESA) Infrared Space Observatory (ISO), który działał do maja 1998 roku i jest, jak do tej pory, najlepszym dostępnym teleskopem na podczerwień.
Jako teleskop na podczerwień, ISO mógł zobaczyć obiekty i materiały niewidoczne dla innych teleskopów, jak na przykład zimny pył. Dzieje się tak ponieważ zimne obiekty emitują większość swojej energii w podczerwieni. ISO może wykryć kostke lodu o krawędzi 1 cm w odległości 1000 km tylko na podstawie jej emisji ciepła. Pył w Orle, na obrazie widoczny jako niebieskawa mgła, ma temperaturę około -100 stopni Celsjusza. Choć może trudno w to uwierzyć, właśnie w środku tego zamarzającego pyłu rodzą się młode, gorące gwiazdy. Na uchwyconym przez ISO obrazie, lód otacza ogień.
Mgławica Orzeł jest aktywna gwiazdotwórczo. Znajduje się w odległości 7000 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Węża. Składa się głównie z kolumn gęstego gazu i pyłu. Niska temperatura tu panująca, co może się wydawać zaskakujące, jest niezbędna do zajścia procesu powstawania młodych gwiazd.
Gwiazdy to ogromne kule gazu, które emitują energię w wyniku nieustających reakcji fuzji nuklearnej, jakie zachodzą w ich jądrach. Są to reakcje, do których dochodzi tylko wtedy, kiedy atomy gazu znajdą się wystarczająco blisko siebie. Do kompresji gazu dochodzi pod wpływem siły grawitacji. Gwiazda tworzy się, kiedy wewnętrzna siła grawitacji ściśnie gaz i pył w mgławicy. W tym momencie dochodzi do „bitwy” między siłami: kiedy gaz i pył kondensują się, wzrasta ich temperatura i w rezultacie zaczynają emitować energię cieplną. Powstaje wtedy ciśnienie zewnętrzne, przeciwstawiające się sile wewnętrznej grawitacji. Jeśli gaz stanie się zbyt gorący, ta zewnętrzna siła zwycięży i proces tworzenia się gwiazdy zostanie przerwany. Atomy gazu nigdy nie zetkną się na tyle, by mogło dojść do reakcji jądrowej. To własnie z tego powodu zimne środowisko w mgławicy ma tak ogromne znaczenie: młoda gwiazda może powstać tylko wtedy, jeśli mgławica jest wystarczająco zimna i pochłania ciepło powstałe w wyniku zapadania się grawitacyjnego. Cały proces może trwać od kilku do kilkudziesięciu tysięcy lat dla najbardziej masywnych gwiazd i wiele milionów lat dla najmniej masywnych gwiazd. Gwiazda podobna do naszego Słońca powstaje przez kilkadziesiąt milionów lat.
„Na zdjęciach Mgławicy Orzeł dostarczonych przez ISO możemy zaobserwować promieniowanie samego pyłu” – mówi Goran Pilbratt z ESA. – „Zimny pył jest bardzo ważny, gdy chcemy odkryć co dokładnie dzieje się w mgławicy. Proces formowania się gwiazd nie jest wciąż zbyt dobrze poznany, a obserwacje w podczerwieni pomagają w rozwiązywaniu tego problemu.„
Przyrządy na ISO dostrojono tak, aby wykrywały pył o temperaturze z pewnego zakresu. Ta temperatura odpowiada w danych warunkach danej emisji. W szczególności ISO miał szukać śladów cząstek organicznych, związanych z drobinami pyłu na obrzeżach chmury gazu i pyłu, ogrzewanych ciepłem gwiazdy spoza chmury. Wnętrze tych chmur, tam gdzie dokładnie tworzy się gwiazda, jest znacznie zimniejsze niż regiony na obrzeżu i aby prowadzić podobne badania astronomowie potrzebują bardzo czułego teleskopu odbierającego fale z dużego zakresu podczerwieni. W roku 2007 ESA zamierza wynieść na orbitę pierwszy teleskop kosmiczny spełniający te warunki. Jest to Herschel Space Observatory.
Zdjęcie M16, Mgławicy Orzeł, wykonane przez ISO, powstało w wyniku nakładania obrazów dostarczonych w czasie programu ISOGAL. Znajdujące się w archiwach w Centrum Danych w Villafranca w Hiszpanii zdjęcia przetworzono za pomocą najnowszego oprogramowania. Zakres barw to od 7,7 mikronów podczerwieni – kolor niebieski, do 14,5 mikronów – kolor czerwony.
Dalsze badania prowadzi Andrea Moneti z Paryskiego Instytutu Astrofizyki (Institute d'Astrophysique de Paris, IAP) przy współpracy z ISOGAL. Wyniki wcześniejszych obserwacji opublikował PIlbratt w magazynie Astronomy and Astrophysics nr 333 w roku 1998. Teleskop ISO działał między listopadem 1995 roku a majem 1998 roku. Dokonał blisko 30 000 obserwacji naukowych.
