Міжнародна група дослідників склала мапу холодного, щільного газу майбутніх зоряних розплідників в одній з наших сусідніх галактик з безпрецедентним рівнем деталізації. Завдяки даним вчені вперше можуть провести поглиблене вивчення умов, які існують в газі на ранніх стадіях зореутворення за межами Чумацького Шляху.
Парадоксально, але гарячі зірки починають формуватися в одних з найхолодніших регіонів Всесвіту, зокрема, в густих хмарах газу і пилу, які простягаються через цілі галактики. “Щоб дослідити ранні фази зореутворення, коли газ поступово конденсується та утворює зорі, ми повинні спочатку ідентифікувати ці регіони, – говорять вчені. – Ми зазвичай вимірюємо випромінювання, що випускається певними молекулами, яких особливо багато в цих надзвичайно холодних і щільних зонах”. Найчастіше для цього використовують молекули HCN (ціаністий водень або синильна кислота) і N2H+ (діазенилій).
Завдяки широкомасштабній програмі спостережень вчені змогли провести ці вимірювання на величезній території. Команда використовувала радіоінтерферометр NOEMA у французьких Альпах, щоб вивчити розподіл випромінювання від декількох молекул у центральній частині галактики Вир (Мессьє 51). До 214 годин спостережень в рамках цієї програми додаються ще близько 70 годин спостережень в рамках іншого дослідження.
“Спектральні лінії різних молекул дозволяють нам робити дуже конкретні висновки про фізичні властивості газу, наприклад, його густину. Це дозволяє нам детально вивчити, які умови в міжзоряному середовищі сприяють зореутворенню в галактиках, – говорять науковці. – Вперше ми маємо можливість досліджувати великі ділянки галактики таким чином”.
Відстань до галактики дозволяє вивчати характеристики окремих газових хмар у її центрі або спіральних рукавах. Хоча інтенсивність випромінювання ціаністого водню і діазенилію однаково зростає і спадає вздовж спіральних рукавів, астрономи виявили помітну різницю в центральній частині галактики, де яскравість випромінювання ціаністого водню зростає. Іншими словами, схоже, існує механізм, який змушує його світитися яскравіше.
Вчені вважають, що відповідальність за це явище може лежати на активному ядрі галактики Вир – високоенергетичній зоні, що оточує масивну чорну діру в її центрі. Перш ніж газ потрапляє в чорну діру, він виштовхується у форму диска, розганяється до високих швидкостей і нагрівається до тисяч градусів Цельсія. Це змушує його випромінювати інтенсивне випромінювання, що дійсно може пояснити додаткову емісію молекул ціаністого водню. Діазенилій світить в середньому в п’ять разів тьмяніше при тому ж рівні густини газу, що значно збільшує час і зусилля, необхідні для вимірювань.
“Ці дослідження наблизили нас ще на один крок до відповіді на наше фундаментальне питання про те, як утворюються зірки, – кажуть вчені. – Тепер ми зможемо об’єднати наші дані зі спостереженнями за активністю зореутворення та отримати загальну картину”. У перспективі це дозволить відповісти на такі питання, як “Наскільки щільним повинен бути газ для формування зірок?” і “Які молекули найкраще підходять для відстеження цього газу всередині галактик?”
Читайте також: