Понимание того, как происходит звездообразование в галактическом масштабе, в нашем Млечном Пути является сложной задачей. Хотя у нас есть общее представление о устройстве нашей галактики, мы не можем увидеть все детали в лоб, как хотелось бы, если бы мы исследовали одну галактику в поисках деталей звездообразования. К счастью, у нас есть довольно хороший вид на одну из самых известных галактик во всей астрономии — M51, галактику Водоворот. Теперь группа исследователей из Астрономического института Макса Планка завершила исследование молекул по всей галактике и разработала карту потенциальных областей звездообразования.
Отслеживать звездообразование издалека лучше всего путем наблюдения за холодными облаками газа и пыли, образовавшимися в процессе создания. Эти облака могут охватывать целые галактики, и астрономы отслеживают их с помощью двух типов молекул – цианида водорода (HCN) и диазенилия (N2Н+).
Обычно эти молекулы взаимодействуют с водородом, плавающим в межзвездном пространстве, и раскручиваются с некоторой скоростью вращения. Если это вращение замедляется, скажем, при взаимодействии с другими молекулами, они излучают специфический радиочастотный сигнал с длиной волны три миллиметра.
До сих пор не было телескопов, достаточно чувствительных, чтобы тщательно отслеживать HCN и диазенилий за пределами нашей галактики. Однако исследователи нашли инструмент, который может это сделать — Северную расширенную миллиметровую решетку (NOEMA). Расположенная во французских Альпах, NOEMA использует технику, называемую интерферометрией, для обнаружения радиосигналов, гораздо более слабых, чем мог бы принять однозеркальный телескоп.
Такая чувствительность позволила исследователям впервые изучить сигналы HCN и диазенилия галактики Водоворот во всех регионах. То, что они обнаружили, было удивительным. Даже на расстоянии 28 миллионов световых лет исследователи могут видеть очевидные узоры газовых облаков в спиральных рукавах, о чем свидетельствуют сигналы обеих идентифицирующих молекул.
Однако ближе к центру галактики все становится сложнее. Яркость HCN резко возрастает по сравнению с яркостью диазенилия. Исследователи полагают, что это может быть вызвано сверхмассивной черной дырой в центре галактики, которая тянет HCN на гораздо более высоких скоростях, чем в спиральных рукавах, что вызывает трение с другими молекулами, и, опять же, тип радиоизлучения, который астрономы могли бы использовать. полагаться на отслеживание газовых облаков.
Кредит — Канал VideosFromSpace на YouTube
На диазенилий, похоже, это явление не влияет, поэтому он остается стабильным источником информации для отслеживания газовых облаков даже вблизи центра галактики. Однако у него есть очень простой недостаток – он почти в пять раз слабее, чем сигнал HCN. Именно здесь на помощь приходит NOEMA.
Исследователи использовали 214 часов наблюдения на интерферометре для наблюдения за галактикой Водоворот и дополнили его еще 70 часами на меньшем по размеру однозеркальном радиотелескопе в Испании. Однако данные интерферометрии сложны, поэтому исследователям потребовалось больше года, чтобы собрать, классифицировать и проанализировать их до такой степени, что теперь они готовы к публикации в журнале Astronomy & Astrophysicals.
Однако это только начало: с помощью этой техники можно исследовать множество других галактик с областями звездообразования. Однако галактика Водоворот кажется уникальной по силе сигнала именно для этих двух молекул. Исследователи считают, что для сбора данных о других галактиках потребуются еще более чувствительные телескопы. К счастью, на горизонте есть множество мощных радиотелескопов, в том числе Very Large Array следующего поколения, поэтому есть надежда, что вскоре у исследователей появятся еще более надежные инструменты для наблюдения за областями звездообразования в близлежащих галактиках.
Узнать больше:
MPIA – Места рождения звезд в галактике Водоворот
Стубер и др. – Исследование водоворота в угловых секундах с помощью NOEMA (SWAN)
UT – Полюбуйтесь этой областью звездообразования благодаря JWST
UT – Звездообразование в центре Млечного Пути началось в ядре, а затем закончилось
Ведущее изображение:
На этой иллюстрации показано распределение излучения молекул диазенилия (ложные цвета) в галактике Водоворот.
Изображение предоставлено: Томас Мюллер (HdA/MPIA), С. Стубер и др. (MPIA), НАСА, ЕКА, С. Беквит (STScI) и Группа наследия Хаббла (STScI/AURA)
