
Впечатление художника от образования молодых звезд в Большом Магеллановом Облаке. Звезды большой и малой массы появляются в туманном газе, в котором они рождаются. Фото предоставлено: NSF/AUI/NSF NRAO/S.Dagnello
Астрономы сделали новые открытия об образовании молодых звезд в Большом Магеллановом Облаке (БМО) с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и наблюдений с Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA). Исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, дает новое представление о ранних стадиях формирования массивных звезд за пределами нашей галактики.
Шесть-семь миллиардов лет назад суперзвездные скопления были основным источником звездообразования, производя сотни новых звезд каждый год. Этот тип звездообразования находится в упадке, и в нашей локальной Вселенной очень редко можно встретить суперзвездные скопления. В настоящее время известны только два суперзвездных скопления в Млечном Пути и одно в БМО, возраст каждого из которых составляет миллионы лет.
Наблюдения JWST теперь предоставили четкие доказательства того, что в регионе N79 находится второе сверхскопление в БМО, которому всего 100 000 лет. Это открытие теперь позволяет астрономам стать свидетелями рождения суперзвездного скопления в соседней галактике.
БМО, галактика-спутник нашего Млечного Пути, находится на расстоянии почти 160 000 световых лет от Земли. Такое относительно «близкое» расстояние и его ориентация на Землю делают его идеальной лабораторией для изучения внегалактического звездообразования.
Прибор среднего инфракрасного диапазона JWST (MIRI) наблюдал 97 молодых звездных объектов (YSO) в районе N79 БМО, где расположено недавно открытое сверхзвездное скопление H72.97-69.39. Содержание тяжелых элементов в БМО вдвое меньше, чем в нашей Солнечной системе, а условия звездообразования аналогичны тем, что были 6–7 миллиардов лет назад. Это дает астрономам представление о том, как могло происходить звездообразование на заре существования Вселенной.

Составное изображение, созданное с использованием данных JWST NIRCam и ALMA. Свет звезд представлен желтым цветом, а синий и фиолетовый представляют собой пыль и газ, которые способствуют образованию звезд. Фото предоставлено: NSF/AUI/NSF NRAO/S.Dagnello
Изображения MIRI показывают, что наиболее массивные YSO группируются вблизи H72.97-69.39, а менее массивные YSO распределяются на краю N79 — процесс, известный как массовая сегрегация. То, что раньше считалось одной массивной молодой звездой, теперь было обнаружено с помощью точных изображений JWST как совокупность пяти молодых звезд. Одна из пяти молодых звезд более чем в 500 000 раз ярче Солнца и окружена более чем 1550 молодыми звездами, как показывает камера ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRCam).
ALMA внесла значительный вклад в изучение YSO в странах LMC, особенно в регионе N79. Предыдущие наблюдения ALMA в этом регионе показали две сталкивающиеся нити пыли и газа длиной в парсек. В точке их столкновения находится суперзвездное скопление H72.97-69.39, где находится самая яркая протозвезда, обнаруженная JWST.
Сталкивающиеся нити молекулярного газа могут стать катализатором, необходимым для формирования суперзвездного скопления, а наблюдения ALMA предоставляют решающий контекст для понимания более широкой среды, в которой формируются эти YSO. Это многоволновое исследование, объединившее данные JWST и ALMA, позволило астрономам изучить связь между крупномасштабными молекулярными облачными структурами и образованием протозвезд и звездных скоплений.
«Изучение YSO в БМО дает астрономам возможность увидеть рождение звезд в соседней галактике. Впервые мы можем наблюдать, как отдельные маломассивные протозвезды, подобные Солнцу, формируются в небольшие скопления — за пределами нашего собственного». «Мы можем наблюдать внегалактическое звездообразование в среде, аналогичной образованию некоторых первых звезд. во Вселенной», — делится Иша Наяк, ведущий автор этого исследования.
Благодаря этому новому исследованию ученые теперь наблюдали YSO на различных стадиях эволюции: от очень молодых встроенных протозвезд до более развитых объектов, ионизующих свое окружение. Эти данные дают представление о сложной химии, которая происходит в этих регионах звездообразования, включая наличие льда, органических молекул и пыли, и связывают звездообразование с более широкой историей распределения элементов и соединений во Вселенной.
Эти разнообразные наблюдения расширяют нынешнее понимание астрономами всего жизненного цикла массивных звезд. Наяк добавляет: «Проливая свет на рождение суперзвездного скопления в соседней галактике, это исследование помогает нам понять процессы, которые сформировали первые звездные скопления и галактики в нашей Вселенной и в конечном итоге привели к нашему собственному существованию».
Информация от: Национальной радиоастрономической обсерваторией.