Международная команда астрономов создала первые крупномасштабные карты загадочной формы материи, известной как CO-тёмный молекулярный газ, в одном из наиболее активных районов формирования звёзд в Млечном Пути — Цигнусе X. Их открытия, сделанные с помощью телескопа Грин-Бэнк (GBT), дают важные новые ключи к пониманию того, как образуются звёзды в Млечном Пути.
На протяжении десятилетий учёные знали, что большинство новых звёзд рождаются внутри облаков холодного молекулярного водорода.
Большая часть этого молекулярного водорода невидима для большинства телескопов — он не излучает свет, который можно легко обнаружить.
Традиционно астрономы искали эти облака, ища монооксид углерода (CO), молекулу, которая действует как мигающий знак для регионов, где образуются звёзды. Однако оказалось, что существует много газа, образующего звёзды, который не «освещается» в CO. Этот тёмный, скрытый материал (называемый CO-тёмным молекулярным газом) был одним из самых больших «слепых пятен» в астрономии.
Теперь астрономы впервые нанесли на карту этот скрытый газ на огромном участке неба — более чем в 100 раз превышающем площадь, покрываемую полной Луной, — наблюдая за радиоспектральными линиями атомов, которые рекомбинируют, известными как радиорекомбинационные линии углерода (CRRLs).
Карта команды охватывает оживлённый район Цигнуса X, космический мегаполис, расположенный примерно в 5 000 световых годах, который переполнен новорождёнными звёздами.
«Это как если внезапно включить свет в комнате и увидеть всевозможные структуры, о которых мы даже не подозревали», — говорит Кимберли Эмиг, учёный-исследователь Национального радиоастрономического обсерватория (NRAO) и ведущий автор нового исследования, опубликованного в The Astrophysical Journal.
Новая карта показывает обширную сеть дуг, хребтов и сетей тёмного газа, пронизывающих Цигнус X. Эти формы показывают, где собирается и выращивается материал для создания звёзд, прежде чем он становится видимым в виде CO в молекулярных облаках.
Исследование демонстрирует, что эти слабые сигналы углерода, обнаруженные на очень низких радиочастотах, являются невероятно мощным инструментом для обнаружения скрытого газа, который напрямую связывает обычную материю с формированием новых звёзд.
Исследователи обнаружили, что этот тёмный газ не просто неподвижен; он течёт и перемещается с гораздо большими скоростями, чем предполагалось ранее. Эти турбулентные потоки могут определять скорость формирования звёзд. Команда также обнаружила, что яркость этих углеродных линий напрямую связана с интенсивным звёздным светом, освещающим регион, что подчёркивает важную роль, которую излучение играет в галактическом цикле.
«Делая невидимое видимым, мы наконец можем отследить, как сырьё в нашей галактике превращается из простых атомов в сложные молекулярные структуры, которые однажды станут звёздами, планетами и, возможно, жизнью», — объясняет Эмиг. «И это только начало понимания этих ранее невидимых сил».
Телескоп GBT стал ведущим инструментом в мире для такого рода исследований, и проводятся более масштабные исследования CRRL (например, GBT Diffuse Ionized Gas Survey at Low Frequencies), чтобы изучить другие регионы формирования звёзд в Млечном Пути. Полученные сведения помогут астрономам по всему миру смоделировать, как наша галактика — и, возможно, другие — создаёт массивные облака для формирования звёзд.
Предоставлено Национальным радиоастрономическим обсерватория.