Ученым впервые удалось получить оптическое изображение области активного звездообразования в высоком разрешении. Они смогли отчетливо зафиксировать расширяющийся пузырь ударной волны, возникший благодаря звездным ветрам в газовом облаке, и определить несколько физических характеристик звездного скопления Вестерлунд 2.
Для проведения исследования ученым удалось собрать основную массу требуемых данных с помощью летающей инфракрасной обсерватории SOFIA. Результаты их обработки и впечатляющие снимки опубликованы в журнале The Astrophysical Journal. Авторами статьи являются специалисты из Мэрилендского университета (США), Кельнского университета (Германия), Лейденского университета (Нидерланды) и Радиоастрономического института Макса Планка (Германия).
Для начала команда астрономов, возглавляемая Майтрейи Тивари ( Maitraiyee Tiwari) изучала туманность RCW 49 в самом широком диапазоне длин волн — от высокоэнергетических гамма-лучей до слабого радиоизлучения. Чтобы собрать исходный массив данных ученым потребовались наблюдения со множества обсерваторий, включая тарелку APEX в пустыне Атакама и космический телескоп Spitzer. Также использовался архив аппарата Hershel (FIRST), прекратившего работу в 2013 году.
Но наиболее ценные сведения астрономам удалось получить благодаря SOFIA, созвездии Лебедя) и получила новые данные об этом объекте RCW 49). Благодаря снимкам, сделанным в различных диапазонах инфракрасного излучения, ученым удалось получить максимальный объем информации. Это позволило создать изображение беспрецедентной детализации, на котором отчетливо различимы все компоненты одной из областей, известных как звездные ясли (регионы интенсивного звездообразования). Помимо этого, группа исследователей под руководством Тивари разработала трехмерную модель изучаемого звездного скопления и происходящих в нем процессов.
Туманность RCW 49 — объект, безусловно, молод, и расположен в Млечном Пути на удалении приблизительно 14 тысяч световых лет от Земли. Он сформирован из межзвездной пыли и обладает радиусом около 350 световых лет, при этом в его составе насчитывается свыше 2200 звезд, возникших относительно недавно. Согласно данным, полученным телескопом Spitzer, обладают газопылевыми аккреционными дисками, в которых, вероятно, зарождаются планетарные системы.
Вестерлунд 2 представляет собой звездное скопление, возраст которого составляет приблизительно два миллиона лет и расположенное в пределах RCW 49. Астрономы обратили внимание на заметную газовую структуру, окружающую объект исследования. Эта структура – головная ударная волна, формирующаяся под воздействием звездного ветра, испускаемого молодыми звёздами с большой массой. Эти звёзды выбрасывают в окружающее пространство значительно больше вещества, чем наше Солнце, что обуславливает их более сильное воздействие на находящиеся поблизости объекты.
В действительности, поток солнечного ветра от нескольких массивных звезд в Вестерлунде 2 настолько силён, что вблизи внутренней границы пузыря формируются турбулентные вихри. Это напоминает бурлящую воду в кипящем котле, но в астрономических масштабах. Постоянное движение ионизированного газа в пространстве нередко приводит к тому, что он захватывается гравитацией формирующихся звезд, обеспечивая их веществом. Таким образом, «пузырь» Вестерлунда 2 не только выглядит внушительно и позволяет оценить химический состав туманности, но и ускоряет процесс звездообразования.
В процессе изучения структуры объекта исследователи установили, что примерно миллион лет назад этот пузырь разрушился с одной стороны, на западе. По всей видимости, это было вызвано потерей энергии веществом в процессе расширения. Однако, 200-300 тысяч лет назад сформировалась новая массивная звезда, которая вновь стимулирует движение вещества Вестерлунда 2. В результате, поток горячей плазмы, окруженный более холодным ионизированным газом выбрасывается в виде струи (хотя и значительно менее мощной, чем у черных дыр).
Благодаря высокому содержанию ионов углерода в «пузыре» астрономам удалось добиться столь детального изучения происходящего. Эти ионы хорошо видны в дальнем инфракрасном диапазоне, что позволяет с высокой точностью определить скорость движения плазмы, используя эффект Доплера.