В Млечном Пути гигантские молекулярные облака рождают новые звезды в процессе гравитационного коллапса. Наблюдая за этими звёздами, учёные предполагают, что процесс звездообразования протекает аналогичным образом и в других галактиках.
Несколько дней назад космический телескоп имени Джеймса Уэбба подтвердил это. С помощью мощного обзорного прибора MIRI в среднем инфракрасном диапазоне исследователи смогли обнаружить мелкие объекты новорожденных звезд в галактике Треугольник, находящейся от нас на 2,7 миллиона световых лет.
Экспериментальное подтверждение теоретической гипотезы важно не только само по себе, но и потому что это новый важный рекорд для миссии JWST. Разрешение таких небольших объектов на расстоянии в миллионы световых лет стало возможным впервые при наблюдении за формирующимися звездами.
В поисках молодых звездных объектов
Наблюдения «Уэбба» были направлены на молодые звездные объекты галактики Треугольник (M33). Молодые звездные объекты — это звезды на ранних этапах эволюции. Это также протозвезды, которые все еще собирают массу из гигантских молекулярных облаков и не стали полноценными звездами, потому что в их ядрах еще не начался термоядерный синтез.
Звезды на ранних стадиях формирования трудно обнаружить даже в нашей Галактике. Пылевые облака, в которые они погружаются при рождении, скрывают их, затрудняя наблюдение в видимом свете. Когда звезды нагреваются достаточно, чтобы начать светиться, их излучение становится инфракрасным. Именно поэтому наблюдения в инфракрасном свете являются основным инструментом астрономов для поиска областей формирования звезд, и «Уэбб» идеально подходит для этой задачи.
Этот инструмент также подходит для наблюдения за звёздами на поздних этапах эволюции, когда они испускают струи вещества и окружены околозвездными дисками. Эти диски являются частью облака газа и пыли, из которого образовалась звезда, и которое продолжает снабжать её веществом. В конце концов эти диски становятся местами формирования планет.
Открытие молодых звёзд в Галактике.
Все эти проявления рождения звёзд существуют в нашей галактике, особенно в спиральных рукавах, и астрономы задокументировали многие из них.
Один из самых известных примеров — туманность Ориона, где находится множество таких звездных новорожденных с протопланетными дисками, струями и биполярными потоками.
В прошлом астрономы с помощью космического телескопа «Спитцер» наблюдали эти объекты в Большом Магеллановом облаке, галактике-спутнике Млечного Пути. В данных «Спитцера» обнаружено не менее тысячи кандидатов в YSO, что позволило проследить процесс рождения звезд за пределами нашего Млечного Пути.
Ученые стремятся изучить процесс звездообразования в других галактиках, поскольку каждая обладает уникальной химической средой и эволюционной историей. Звездообразование завершает эволюционную историю галактик, поэтому поиск YSO в других галактиках имеет важное значение.
Открытие звезд, рождающихся за пределами Млечного Пути.
Поиск зарождающихся звезд за пределами нашей галактики ранее был почти невозможен.
При большом количестве YSO в одном облаке их дифференциация на больших расстояниях может быть затруднена. Телескопы, такие как «Спитцер», «Гершель» и наземные обсерватории, не могут обнаружить YSO за пределами Большого Магелланова облака.
Косвенной помощью в этом вопросе служит телескоп «Джеймс Уэбб». Его приборы обладают высокой разрешающей способностью и чувствительны к инфракрасному излучению, что позволяет астрономам исследовать области звездообразования на больших расстояниях.
Астрономы применили MIRI для исследования участка одного из спиральных рукавов галактики Треугольник с целью поиска YSO. Галактика Треугольник по количеству образующихся звезд, их металличности и размеру очень напоминает Большое Магелланово Облако. В отличие от Большого Магелланова Облака, M33 обладает раздутыми спиральными рукавами, содержащими области рождения звезд в гигантских молекулярных облаках, что делает её идеальной целью для исследования.
MIRI выявило 793 потенциальных объекта, находящихся в громадных массах газа и пыли. Ученые изучили большой составленный список.
Звездообразование в галактике Треугольник
Изучив результаты наблюдений и классифицировав найденные объекты YSO, астрономы сделали ряд интересных выводов о звездообразовании в М33. Наиболее массивные гигантские молекулярные облака содержат большое количество YSO. Скорость звездообразования примерно такая же, как и в аналогичных облаках в Млечном Пути.
В исследованном спиральном рукаве работает эффективный механизм звездообразования, который может не зависеть от массы гигантских молекулярных облаков в этом участке пространства. Ученые ищут его происхождение.
Возможно, JWST показывает не самые первые этапы звездообразования в данном спиральном рукаве, а более поздние.
Тем не менее это первый взгляд на звездообразование в далекой галактике. Будущие исследования позволят использовать эти наблюдения для моделирования того, что происходит в М33. В конце концов получится точная оценка интенсивности звездообразования в изученном регионе и история эволюции звезд в галактике Треугольник.