100 тысяч газовых облаков. Астрономы создали карту галактик, в которых формируются звезды

Команда астрономов, с помощью данных обсерватории ALMA, завершила первую перепись молекулярных облаков в близлежащей Вселенной, обнаружив, что вопреки существующему мнению, эти звездные колыбели не все выглядят и действуют одинаково. Фактически, они столь же разнообразны, как люди и регионы на Земле, сообщает Phys.org

Звезды образуются из облаков пыли и газа, которые называются молекулярными облаками или звездными колыбелями. Каждая звездная колыбель во Вселенной может образовать тысячи или даже десятки тысяч новых звезд за время своего существования. В период с 2013 по 2019 год астрономы проекта PHANGS провели первое систематическое обследование 100 000 звездных колыбелей в 90 галактиках в близлежащей Вселенной, чтобы лучше понять, как они связаны со своими родными галактиками.

"Раньше мы думали, что все звездные колыбели в каждой галактике должны выглядеть более или менее одинаково, но это исследование показало, что это не так, и звездные колыбели разные в разных местах", — говорит Адам Лерой, из Университета штата Огайо. "Мы впервые получили изображения многих близлежащих галактик в миллиметровом диапазоне, которые имеют такую ​​же резкость и качество, как оптические изображения. Оптические изображения показывают нам свет от звезд, а эти новые изображения показывают нам молекулярные облака, которые образуют эти звезды".

Ученые сравнили изменения молекулярных облаков с тем, как люди, обладающие схожими характеристиками, меняются от региона к региону и от страны к стране.

"Чтобы понять, как образуются звезды, нам нужно связать рождение одной звезды с ее местом во Вселенной. Это все равно, что связать человека с его домом, районом, городом или регионом. Если галактика представляет город, то район — спиральный рукав, дом — звёздообразующая единица, а близлежащие галактики — соседние города в этом регионе", — говорит Ева Шиннерер, астроном из Института астрономии Макса Планка. "Это исследование научило нас тому, что "соседство" имеет небольшое, но явное влияние на то, где и сколько звезд рождается".

Чтобы лучше понять процесс звездообразования в разных типах галактик, ученые наблюдали за сходствами и различиями в свойствах молекулярного газа и процессах звездообразования в дисках галактик, звездных перемычках, спиральных рукавах и центрах галактик. Эти наблюдения подтвердили, что местоположение играет решающую роль в звездообразовании.

"Нанося на карту различные типы галактик и разнообразную среду, существующую внутри галактик, мы отслеживаем весь спектр условий, в которых звездообразующие облака газа существуют в современной Вселенной. Это позволяет нам измерить влияние, которое многие переменные оказывают на процесс звездообразования", — говорит Гильермо Блан из Института Карнеги.

"Как формируются звезды и как их галактики влияют на этот процесс, являются фундаментальными аспектами астрофизики", — говорит Джозеф Песке из Национальной радиоастрономической обсерватории США. "В проекте PHANGS используются исключительные наблюдательные возможности обсерватории ALMA, и это позволяет по-новому взглянуть на историю звездообразования".

Впервые у ученых есть изображение того, на что на самом деле похожи звездообразующие облака в таком широком диапазоне различных галактик. "Мы обнаружили, что свойства звездообразующих облаков зависят от того, где они расположены: облака в плотных центральных областях галактик имеют тенденцию быть более массивными, плотными, чем облака, которые находятся на тихих окраинах галактик. Жизненный цикл облаков также зависит от их окружающей среды. То, как быстро облако образует звезды, и процесс, который в конечном итоге разрушает облако, похоже, зависят от того, где оно находится", — говорят ученые.

Уже не впервые ученые наблюдают звездные колыбели в других галактика с помощью телескопов ALMA, но почти все предыдущие исследования были сосредоточены на отдельных галактиках или части одной галактики.

"Проект PHANGS — это новая форма космической картографии, которая позволяет нам по-новому взглянуть на разнообразие галактик. Мы, наконец, видим разнообразие звездообразующего газа во многих галактиках и можем понять, как они меняются. Было невозможно сделать такие подробные карты до появления обсерватории ALMA", — говорит Эрик Росоловски из Университета Альберты. "Этот новый атлас содержит 90 лучших из когда-либо созданных карт, которые показывают, где будет формироваться следующее поколение звезд".

"Это первый раз, когда мы получили четкое представление о распределении звездных колыбелей по всей ближайшей Вселенной. Это большой шаг к пониманию того, откуда мы пришли", — говорит Лерой. "Хотя теперь мы знаем, что звездные колыбели разнятся от места к месту, мы все еще не знаем, почему и как эти изменения влияют на сформировавшиеся звезды и планеты. Это вопросы, на которые мы надеемся ответить в ближайшем будущем".