Установлено, что делает галактику фабрикой звезд

Галактика со вспышкой звездообразования превращает газ в новые звезды в умопомрачительном темпе: до 1000 раз быстрее, чем типичные спиральные галактики, такие как Млечный Путь.

Чтобы понять, почему некоторые галактики «вспыхивают», а другие не вспыхивают, группа астрономов использовала телескоп ALMA для анализа группы звездоформирующих облаков в основе одной из наиболее близких к Млечному Пути галактик со вспышкой звездообразования — NGC 253.

«Все звезды формируются в плотных облаках пыли и газа», сообщил астроном Адам Лерой из Национальной астрономической радиообсерватории в Шарлотсвилле, Вирджиния. „До сих пор ученые изо всех сил пытались рассмотреть, что происходит внутри галактик со вспышкой звездообразования, которые отличают их от других звездоформирующих областей“.

Телескоп ALMA все изменил, предложив достаточную мощность для разрешения отдельных звездоформирующих структур, пусть даже и в отдаленных системах. Лерой с коллегами в качестве ранней демонстрации этой возможности разметили распределение и движения множества молекул в облаках в ядре галактики NGC 253, известной как галактика Скульптора.

Эта дискообразная галактика в настоящее время переживает интенсивное звездообразование; расположена примерно в 11,5 млн световых лет от Земли, что фактически рядом, если учитывать ее природу энергетической звездной фабрики. Близость делает галактику Скульптора прекрасной целью для детального исследования.

«Существует такой класс галактик, мы называем их галактики со вспышкой звездообразования, в которых газ лучше всего формирует звезды», отметил Лерой. „Чтобы понять, почему так, мы взяли один из ближайших регионов и разделили его слой за слоем, чтобы понять, что делает газ в таких местах намного более эффективным в плане формирования звезд“.

Исключительное разрешение и чувствительность телескопа ALMA впервые позволили исследователям идентифицировать десять различных звездных яслей в сердце галактики Скульптора. Раньше сделать это было очень сложно из-за нехватки мощности прежнего оборудования.

Затем ученые разметили распределение сигнатур различных молекул в центре галактики. Это было критически важно, так как разные молекулы соответствуют различным условиям внутри и вокруг формирующих звезды облаков. Например, угарный газ соответствует массивным оболочкам менее плотного газа, окружающего звездные ясли. Другие молекулы, такие как цианид водорода, выявили плотные области активного звездного формирования. Относительно редкие молекулы, такие как H13CN и H13CO+, указывают на еще более плотные области.

Сравнивая концентрацию, распределение и движение таких молекул, исследователи смогли разделить формирующие звезды облака в Скульпторе и установили, что они намного более массивные, в десять раз более плотные и намного более турбулентные, чем подобные облака в обычных спиральных галактиках.

Эти абсолютные отличия предполагают, что не только количество звездных яслей, но и то, какие это ясли, определяет характер процесса звездообразования. Поскольку плотность облаков в Скульпторе выше, чем в Млечном Пути, они лучше справляются с созданием новых звезд. Именно потому галактики со вспышкой звездообразования демонстрируют реальные физические изменения в процессе формирования звезд.

«Телескоп ALMA позволяет нам понять, действительно ли галактики наподобие Скульптора не просто производят больше звезд, но и разные типы звезд», заключил Лерой.