Внешние пределы Млечного Пути становятся видны благодаря JWST. Астрономы направили мощный космический телескоп на регион на расстоянии более 58 000 световых лет от нас, называемый Крайней Внешней Галактикой (EOG). Они обнаружили звездные скопления, демонстрирующие чрезвычайно высокие темпы звездообразования.
EOG Млечного Пути определяется как часть галактики с галактоцентрическим радиусом 18 кпк. Это составляет почти 59 000 световых лет, а для сравнения, наша Солнечная система находится примерно в 26 000 световых лет от галактического центра.
Группа астрономов использовала мощные NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) и MIRI (инструмент среднего инфракрасного диапазона) телескопа JWST для изучения звездообразования в двух конкретных регионах EOG. Это молекулярные облака, названные Digel Cloud 1 и Digel Cloud 2. Они названы в честь астронома Сета Дигеля, который открыл их в 1994 году.
Окружающая среда в EOG отличается от окрестностей нашей Солнечной системы; их металличность и плотность газа значительно ниже. Металличность и плотность газа играют огромную роль в том, как развиваются Солнечные системы и как формируются планеты. JWST дает астрономам возможность изучать звездообразование в EOG на том же уровне детализации, что и ближе к дому.
Высочайшая наблюдательная мощность JWST позволила исследователям изучить регионы, и они обнаружили небулярные структуры, чрезвычайно молодые протозвезды и истечение струй. Их выводы опубликованы в исследовании, опубликованном в Astronomical Journal под названием «Обзор результатов наблюдений JWST за звездообразующими скоплениями в экстремальной внешней галактике». Ведущий автор — Нацуко Изуми из Университета Гифу и Национальной астрономической обсерватории Японии.
«Что меня поразило и поразило в данных Уэбба, так это то, что из этого скопления звезд в разных направлениях вылетают многочисленные струи».
Майк Ресслер, Лаборатория реактивного движения НАСА
«В прошлом мы знали об этих областях звездообразования, но не могли вникнуть в их свойства», — сказал Изуми. «Данные Уэбба основываются на том, что мы постепенно собирали на протяжении многих лет из предыдущих наблюдений с помощью различных телескопов и обсерваторий. С Уэббом мы можем получить очень мощные и впечатляющие изображения этих облаков. В случае с Digel Cloud 2 я не ожидал увидеть такое активное звездообразование и впечатляющие джеты».
Ранее астрономы наблюдали этот регион с помощью телескопа Subaru 8,2 метра в обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях. В 2008 году некоторые из тех же астрономов использовали Subaru для наблюдения за звездообразованием в скоплениях в Digel Cloud 2S. В том исследовании авторы заявили, что звездообразование, вероятно, было вызвано той же сверхновой.
Но NIR-датчик Webb в 10–80 раз чувствительнее, чем Subaru. «Соответственно, предел обнаружения массы достигает примерно 0,01–0,05 солнечных масс, что примерно в 10 раз лучше предыдущих наблюдений», — объясняют исследователи в своей статье.
«Изучая другие близлежащие регионы звездообразования, мы знаем, что звезды, формирующиеся на ранней стадии своей жизни, начинают выбрасывать струи материала на своих полюсах», — сказал Майк Ресслер, второй автор исследования. Ресслер из Лаборатории реактивного движения НАСА и является главным исследователем программы наблюдений. «Что было для меня захватывающим и поразительным в данных Уэбба, так это то, что из этого скопления звезд во всех разных направлениях вылетают множественные струи. Это немного похоже на фейерверк, когда вы видите, как что-то стреляет в разные стороны».
Астрономы наблюдали небулярные структуры как внутри, так и вокруг всех основных скоплений. «Примечательно, что отдельные небулярные структуры идентифицированы в пределах Cloud 2N и 2S», — пишут они. В Cloud 2N небулярные структуры похожи на скалы и столбы и похожи на те, что обнаружены в областях звездообразования ближе к дому, как на известных снимках JWST «Космические скалы» и «Столпы творения».
Вероятно, эти особенности вызваны интенсивным ультрафиолетовым излучением, испускаемым близлежащей звездой B-типа, MR 1, вблизи основной структуры Cloud 2N.
Это исследование дает обзор усилий JWST по наблюдению в EOG и облаках Дигель. Авторы говорят, что это только отправная точка, и предстоит еще многое открыть. Они хотят определить относительное обилие звезд разной массы в EOG и понять, как различные среды формируют это обилие.
«Мне интересно продолжить изучение того, как происходит звездообразование в этих регионах. Объединяя данные из разных обсерваторий и телескопов, мы можем изучить каждую стадию процесса эволюции», — сказал Изуми. «Мы также планируем исследовать околозвездные диски в пределах Крайней Внешней Галактики. Мы до сих пор не знаем, почему их продолжительность жизни короче, чем в регионах звездообразования, которые гораздо ближе к нам. И, конечно, я хотел бы понять кинематику струй, которые мы обнаружили в Облаке 2S».
