Отримано перше чітке зображення киплячого казану, в якому народжуються зірки

За допомогою телескопу SOFIA дослідники отримали перше зображення з високою роздільною здатністю бульбашки, що розширюється, з гарячої плазми та іонізованого газу, в якій народжуються зірки.

Про це розповідають в Університеті Меріленду (UMD), зазначивши, що попередні зображення цього зоряного розплідника в Чумацькому Шляху не дозволяли чітко побачити бульбашку і визначити, як вона розширилася в навколишньому газі.

Дослідники використали дані, зібрані телескопом від НАСА “Стратосферна обсерваторія інфрачервоної астрономії” (SOFIA), щоб проаналізувати один з найяскравіших, наймасивніших регіонів зореутворення галактики Чумацький Шлях. Їх аналіз показав, що зоряне скупчення Вестерлунд-2 оточує єдина бульбашка, що розширюється, з теплого газу, і спростував попередні дослідження, які припускали, що навколо Вестерлунда-2 можуть бути дві бульбашки. Їх результати були опубліковані в “The Astrophysical Journal” 23 червня 2021 року.

"Коли утворюються масивні зірки, вони роблять набагато сильніші викиди протонів, електронів та атомів важких металів у порівнянні з нашим Сонцем ", - сказала Майтраї Тіварі, постдокторант кафедри астрономії UMD і провідний автор дослідження. "Ці викиди називаються зоряними вітрами, а екстремальні зоряні вітри здатні дути й формувати бульбашки в навколишніх хмарах холодного, щільного газу. Ми спостерігали саме таку бульбашку в центрі навколо найяскравішого скупчення зірок в цій області галактики, і ми змогли виміряти її радіус, масу та швидкість, з якою вона розширюється".

Поверхні цих бульбашок, що розширюються, складаються із щільного газу іонізованого вуглецю, і вони утворюють своєрідну зовнішню оболонку навколо бульбашок. Вважається, що в цих оболонках утворюються нові зірки. Але подібно супу у киплячому казані, бульбашки, що оточують ці зоряні скупчення, перекриваються і змішуються з хмарами навколишнього газу, що ускладнює розрізнення поверхонь окремих бульбашок.

Тіварі та її колеги створили більш чітке уявлення про бульбашку, що оточує Вестерлунд-2, вимірюючи випромінювання, що виходить від скупчення у всьому електромагнітному спектру, від високоенергійних рентгенівських променів до низькоенергійних радіохвиль. Попередні дослідження, в яких використовувалися дані лише радіо- та субміліметрових довжин хвиль, надали зображення із низькою роздільною здатністю і не показували бульбашки. Серед найважливіших вимірювань — інфрачервона довжина хвилі, випромінювана певним іоном вуглецю в оболонці.

Обсерваторія SOFIA на модифікованому Боїнгу-747, ілюстрація: Marc Pound/UMD

"Ми можемо скористатися спектроскопію, щоб насправді визначити, наскільки швидко цей вуглець рухається до нас або від нас", - сказав Рамзі Карім, аспірант кафедри астрономії в UMD та співавтор дослідження. "Ця техніка використовує ефект Доплера — той самий ефект, який змушує гудок поїзда змінювати висоту тону, проходячи повз вас. У нашому випадку колір дещо змінюється в залежності від швидкості іонів вуглецю".

Визначивши, чи рухаються іони вуглецю до Землі чи віддаляються від неї, та поєднавши цю інформацію з вимірами решти електромагнітного спектра, Тіварі та Карім змогли створити тривимірний вид розширюваної бульбашки зоряного вітру, що оточує Вестерлунд-2.

Окрім того, що вони виявили єдину, керовану зоряним вітром бульбашку навколо Вестерлунда-2, вони знайшли свідчення утворення нових зірок в області оболонки цієї бульбашки. Їх аналіз також дозволяє припустити, що приблизно мільйон років тому, в міру розширення бульбашки, вона розкрилася з одного боку, випустивши гарячу плазму і сповільнивши розширення оболонки. Але потім, приблизно 200 000 або 300 000 років тому, ще одна яскрава зірка у Вестерлунді-2 еволюціонувала, і її енергія активізувала розширення оболонки Вестерлунда-2.

"Ми побачили, що розширення бульбашки, що оточує Вестерлунд 2, було прискорене вітрами від іншої дуже масивної зірки, і це знову запустило процес розширення та зореутворення", - сказала Тіварі. "Це передбачає, що зірки будуть продовжувати народжуватися в цій оболонці протягом тривалого часу, але в міру того, як цей процес триватиме, нові зірки стануть все менш і менш масивними".

Тепер Тіварі та її колеги застосують свій метод до інших скупчень яскравих зірок та теплих газових бульбашок, щоб краще зрозуміти ці регіони зореутворення галактики. Ця робота є частиною багаторічної програми, яку підтримує НАСА, під назвою FEEDBACK.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.