Учёные создали наиболее точную трёхмерную карту областей звездообразования в нашей галактике Млечный Путь на основе данных космического телескопа Gaia Европейского космического агентства. Эта карта поможет нам лучше понять эти туманные области и горячие молодые звёзды, которые их формируют.
Исследовать и картографировать области в космосе, где образуются звёзды, чрезвычайно сложно, поскольку они обычно скрыты от взгляда густыми облаками газа и пыли, расстояния до которых невозможно измерить напрямую.
Телескоп Gaia не может увидеть эти облака напрямую, но он может измерять положения звёзд и так называемое «поглощение» звёзд. Это означает, что он может видеть, сколько света от звёзд блокируется пылью. На основе этих данных учёные могут создавать трёхмерные карты, показывающие, где находится пыль, и использовать эти карты, чтобы определить, сколько ионизированного водорода присутствует — явный признак звездообразования.
Новая трёхмерная карта областей звездообразования в Млечном Пути основана на наблюдениях Gaia за 44 миллионами «обычных» звёзд и 87 звёздами типа O. Карта простирается на расстояние до 4000 световых лет от нас, причём Солнце находится в центре.
Звёзды типа O — это редкие звёзды: они молодые, массивные, чрезвычайно яркие и горячие. Они излучают ультрафиолетовый свет. Эти лучи настолько энергичны, что могут отбирать электроны у атомов водорода, ударяя по ним. Таким образом они «ионизируют» водородный газ вокруг горячих звёзд, то есть он становится смесью заряженных частиц. Это один из способов, с помощью которого астрономы могут идентифицировать области в космосе, где рождаются звёзды.
Многие телескопы наблюдали эти области, так что у нас есть хорошее представление о том, как они выглядят с нашей точки зрения. Но никто не знал, как они выглядят в трёх измерениях или с внешней перспективы.
Представьте, что вы смотрите на Млечный Путь из другой галактики. Ни один космический корабль не может путешествовать за пределы нашей галактики, поэтому мы не можем сделать снимок. К счастью, миссия Gaia создаёт наиболее точную многомерную карту Млечного Пути, предоставляя астрономам данные, позволяющие предположить, как он будет выглядеть.
Карты неба от Gaia — по всем трём пространственным координатам (3D) плюс три скорости (движение к нам и от нас, а также по небу) — позволили определить точные движения и положения миллионов близлежащих звёзд. Благодаря этому телескоп уже произвёл революцию в нашем представлении о солнечном окружении, позволив учёным всесторонне нанести на карту звёзды и межзвёздный материал вблизи Солнца так, как они не могли этого сделать раньше.
«Gaia предоставляет первый точный обзор того, как выглядел бы наш участок Млечного Пути сверху», — объясняет Льюис Маккаллум, астроном из Университета Сент-Эндрюс в Великобритании и первый автор двух научных статей, объясняющих новую трёхмерную модель. Исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Никогда ранее не существовала модель распределения ионизированного газа в местном Млечном Пути, которая так хорошо соответствовала бы наблюдениям других телескопов за небом. Вот почему мы уверены, что наш вид сверху и фильмы с пролётами — это хорошее приближение того, как эти облака выглядели бы в трёх измерениях», — говорит Маккаллум.
Новая карта Маккаллума включает трёхмерные виды туманности Гама, туманности Северной Америки, туманности Калифорния и сверхпузыря Орион-Эридан. Она позволяет нам летать вокруг, сквозь и над этими областями, содержащими звёздные питомники.
С помощью карты учёные могут узнать больше о том, как гигантские звёзды типа O заряжают газ в нашей галактике и как далеко распространяется их влияние. Маккаллум и его коллеги уже заметили, что некоторые облака в областях звездообразования, похоже, разорвались, и потоки газа и пыли, вероятно, выходят в гигантскую полость.
«Эта карта наглядно показывает, как излучение массивных звёзд ионизирует окружающую межзвёздную среду и как пыль и газ взаимодействуют с этим излучением. Трёхмерная модель позволяет детально рассмотреть процессы, формирующие нашу местную галактическую среду, и помогает астрономам понять взаимодействие между тёплыми и холодными компонентами локальной Вселенной», — пояснил Саша Зегерс, научный сотрудник ЕКА и эксперт по межзвёздной пыли.
В будущем эта карта будет охватывать ещё большую область Млечного Пути. «Для создания карты на расстояние «всего» до 4000 световых лет от Солнца в высоком разрешении потребовались огромные вычислительные мощности. Мы надеемся, что карту можно будет расширить ещё дальше, как только Gaia выпустит свой новый набор данных», — говорит Маккаллум.
«Измерения расстояния Gaia до близлежащих горячих звёзд и трёхмерные карты пыли, полученные путём измерения поглощения и положений миллионов обычных звёзд с использованием данных Gaia, являются важными составляющими этой новой карты. Четвёртый выпуск данных Gaia будет содержать данные ещё лучшего качества и количества, что позволит ещё больше расширить наши знания о регионах звездообразования», — подтверждает Йоханнес Зальманн, учёный проекта Gaia ЕКА.
Предоставлено Европейским космическим агентством.