Галактика Скульптор, характеризующаяся интенсивным звездообразованием, расположена на таком расстоянии от Земли, что позволяет проводить ее изучение как целостной системы и анализировать детали ее внутренней структуры. Благодаря телескопу VLT астрономы получили наиболее подробное изображение этой галактики и прояснили причины различий в определениях расстояния до нее.
Галактики представляют собой крайне сложные системы. Их развитие в качестве целостного образования в значительной степени определяется процессами, происходящими на уровне отдельных звезд. Изучение подобных объектов, охватывающих столь разные масштабы, является непростой задачей и требует использования различных инструментов. Например, галактика Скульптор (NGC 253) находится достаточно близко к нам, что позволяет наблюдать ее структуру, однако ее размеры на небе настолько велики, что она не помещается в поле зрения телескопа. Поэтому ранее специалисты обычно сосредотачивали внимание на небольших участках вблизи ее центра. Решение этой проблемы предложили авторы новой научной работы.
Благодаря спектрографу MUSE, установленному на телескопе VLT, ученым удалось создать наиболее подробное изображение галактики Скульптор. Наблюдения проводились в общей сложности более 50 часов. Для получения окончательной «карты» исследователи объединили более 100 отдельных снимков, запечатлевших различные области NGC 253 в разных диапазонах электромагнитного спектра.
«Возможность сблизиться и исследовать конкретные области звездообразования, практически в размерах отдельных звезд, а также отодвинуться и изучить галактику в целом», — объяснила соавтор работы Кэтрин Крекель из Гейдельбергского университета (Германия).
Для получения полного представления о всех элементах, из которых состоит галактика, требуется проведение наблюдений в широком спектре диапазонов. Звезды, газ и пыль испускают излучение на различных длинах волн, большинство из которых недоступно для прямого наблюдения. Создавая искусственные «карты» излучения и накладывая их друг на друга, исследователи формируют многоцветное изображение внутренних структур галактики. С увеличением количества цветов на снимке отображается все больше деталей.
Изучение галактики Скульптор в различных диапазонах электромагнитного спектра имеет особое значение, поскольку в ней наблюдается интенсивная вспышка звездообразования. Плотные молекулярные облака препятствуют наблюдению за происходящими процессами. По оценкам, скорость рождения новых звёзд достигает 6,5 солнечных масс ежегодно. Для сравнения, в нашей Галактике, Млечном Пути, этот показатель не превышает двух солнечных масс в год.
Полученное изображение – своего рода «карта» галактики Скульптор, позволяющая рассмотреть процессы, происходящие внутри «звездных яслей», во всем объеме диска. Это особенно значимо, поскольку галактика Скульптор является ближайшей к нашей Млечному Пути массивной галактикой, характеризующейся активным звездообразованием.
Новая методика уже продемонстрировала свою эффективность. На основе данных, полученных с помощью MUSE, ученые обнаружили в галактике 571 планетарную туманность. Один из соавторов новой работы отмечает, что в обычных галактиках, расположенных за пределами нашей Местной группы, удается зарегистрировать не более ста подобных объектов. Планетарные туманности представляют собой скопления газа и пыли, выброшенные звездами, схожими с Солнцем, находящимися на завершающей стадии своего жизненного цикла. Они играют ключевую роль в развитии галактики, поскольку именно таким образом межзвездное пространство насыщается более тяжелыми элементами.
Астрономов давно привлекали планетарные туманности в галактике Скульптор не только своей красотой, но и тем, что они создавали трудности при определении расстояния до этой галактики. Метод, основанный на туманностях, является одним из наиболее распространенных способов оценки расстояний, однако применительно к NGC 253 он давал результаты, значительно отличающиеся от других измерений.
Согласно исследованию, результаты которого представлены в новой статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, большое количество пыли и особенности ее распределения в галактике затрудняют проведение точных вычислений, что необходимо учитывать при дальнейшем использовании данного метода. Однако, согласно пересмотренной оценке специалистов, с учетом всех влияющих факторов, расстояние до NGC 253 составляет 13,37 миллиона световых лет (4,1 мегапарсека), что на 17% превышает общепринятое значение.
Новая «карта» позволит проводить более детальные исследования NGC 253. В частности, она пригодится для изучения движения газа в диске, изменения его состава и влияния на образование новых звезд. Именно такие незначительные процессы обуславливают масштабные изменения, происходящие в галактиках.