Шесть или семь миллиардов лет назад большинство звезд сформировалось в суперзвездных скоплениях. Этот тип звездообразования сейчас практически вымер. Астрономам известны два таких SSC в современном Млечном Пути и один в Большом Магеллановом Облаке (БМО), и возраст всех трех составляет миллионы лет.
Новые наблюдения JWST показали, что в БМО формируется еще один SSC, которому всего 100 000 лет. Чему из этого могут научиться астрономы?
SSC ответственны за многие процессы звездообразования, но с момента их расцвета прошли миллиарды лет. Обнаружение молодого экземпляра в такой соседней галактике является благом для астрономов. Это дает им возможность вернуться в прошлое и увидеть, как создаются ОЦО.
Новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, представляет новые результаты. Название: «Спектроскопия среднего инфракрасного диапазона JWST разрешает газ, пыль и лед в молодых звездных объектах в Большом Магеллановом Облаке». Ведущий автор — Омнараяни (Иша) Наяк из Научного института космического телескопа и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
На расстоянии около 160 000 световых лет БМО находится близко по отношению к своим галактическим соседям. Кроме того, его можно увидеть прямо с нашей точки зрения, что облегчает обучение. Область N79 в БМО представляет собой массивную туманность звездообразования диаметром около 1600 световых лет. JWST использовал свой инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI) и обнаружил 97 новых молодых звездных объектов (YSO) в N79, где расположено недавно открытое сверхзвездное скопление H72.97-69.39.
Металличность звезд увеличивается с течением времени, поскольку поколения звезд рождаются и умирают. Содержание металлов в БМО лишь вдвое меньше, чем в нашей Солнечной системе, а это означает, что условия в новом SSC аналогичны тем, когда звезды формировались миллиарды лет назад в ранней Вселенной. Это еще одна ситуация в астрономии, когда изучение конкретного объекта или региона сродни заглядыванию в прошлое.
«Изучение YSO в БМО дает астрономам возможность увидеть рождение звезд в соседней галактике. «Впервые мы можем наблюдать отдельные солнечные протозвезды малой массы, формирующиеся в небольших скоплениях за пределами нашей галактики Млечный Путь», — сказала Иша Наяк, ведущий автор этого исследования. «Мы можем наблюдать внегалактическое звездообразование с беспрецедентной детализацией в среде, которая напоминает формирование некоторых из первых звезд во Вселенной».
YSO вблизи SSC H72.97-69.39 (далее H72) разделены по массе. Наиболее массивные YSO сосредоточены вблизи H72, а менее массивные — на краю N79. JWST показал, что то, что астрономы когда-то считали отдельными массивными молодыми звездами, на самом деле является скоплениями YSO. Эти наблюдения впервые подтверждают, что, казалось бы, одиночные YSO часто представляют собой небольшие скопления протозвезд.
Эта находка привлекает внимание к сложным процессам раннего звездообразования. «Формирование массивных звезд играет решающую роль во влиянии на химию и структуру межзвездной среды (МЗС)», — пишут авторы в опубликованном исследовании. «Звездообразование происходит в скоплениях, при этом по светимости доминируют массивные звезды».
Одна из пяти молодых звезд более чем в 500 000 раз ярче Солнца. Как показала камера ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRCam), она окружена более чем 1550 молодыми звездами.
Предыдущие наблюдения с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) показали, что может способствовать образованию SSC. ALMA показала, что в этой области есть сталкивающиеся нити молекулярного газа длиной не менее парсека. Эти нити могут быть причиной образования H72.
Эта работа подчеркивает способность JWST выявлять сложные места звездообразования в других галактиках. JWST не только показал нам, что, казалось бы, одиночные YSO на самом деле были группами звезд, но также позволил исследователям определить скорость роста их массы и химические свойства. Новые данные JWST дают астрономам новое представление о сложной химии, включая присутствие органических молекул, пыли и льда в регионах звездообразования.
