Астрономи знайшли спосіб побудувати карту зоряних “ясел” у галактиці Вир

Опубліковано перші результати огляду галактики Вир на наявність специфічних сполук, що вказують на присутність щільних хмар газу. На основі цих даних вчені проведуть перші глибокі дослідження умов формування зірок в іншій галактиці.

Щоб оцінити загальний розподіл молекул у тому чи іншому регіоні космосу, вчені часто використовують показник наявності CO. На жаль, як показали дослідження, він не підходить для пошуку щільних областей зореутворення.

Замість нього астрономи почали шукати синильну кислоту (HCN), але й тут виникли сумніви в її ефективності як індикатора щільних газових хмар. Слідом вибір припав на N2H+, яке вдалося засікти в декількох молекулярних хмарах Чумацького Шляху.

Річ у тім, що в присутності CO з’єднання N2H+ розпадається, але місця зореутворення, як правило, найхолодніші в космосі. У таких умовах оксид вуглецю замерзає, а ось N2H+ продовжує залишатися у вихідній формі. І все ж через щільність цих хмар його випромінювання надзвичайно слабке – слабкіше за синильну кислоту, тому пошук N2H+ за межами нашої Галактики обмежується невеликими областями окремих галактик.

Тим примітнішою є нова робота, в якій астрономам з Інституту астрономії Макса Планка і Боннського університету (Німеччина) вдалося побудувати карту розподілу N2H+ в усій центральній області галактики Вир. Дані збирали за допомогою радіотелескопа NOEMA. Результати опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics.

Галактика Вир, або M51 – масивна спіральна галактика, розташована за 8,52 мегапарсека від нас (27,8 мільйона світлових років). Для порівняння: Андромеда розташована за 0,778 мегапарсека.

Автори нового дослідження порівняли співвідношення N2H+, HCN і CO в різних областях Виру. У спіральних рукавах інтенсивність випромінювання N2H+ і синильної кислоти посилюється і зростає одночасно, тобто обидва параметри – хороші індикатори щільності газу в таких областях, чого не скажеш про центральний регіон галактики.

Інтенсивність випромінювання N2H+, HCN та їх співвідношення (верхній ряд). Інтенсивність випромінювання CO, спектри з п’яти точок галактики і область вивчення, покрита програмою SWAN (нижній ряд) / © Stuber et al. A&A 680, L20

У центральній області яскравість HCN помітно розходиться з N2H+, тобто якісь процеси там впливають на HCN, але не зачіпають N2H+. Вчені припустили, що причиною може бути близькість до активного галактичного ядра галактики.

Виходить, N2H+ справді найкращий індикатор наявності щільних хмар газу, в яких зазвичай протікає зореутворення. На жаль, як показала нова робота, випромінювання N2H+ у середньому в п’ять разів слабкіше за випромінювання синильної кислоти та приблизно у 80 слабкіше за випромінювання CO. Отже, для створення таких карт N2H+ потрібні значно триваліші спостереження.

“Спектральні лінії різних молекул дають нам змогу зробити точні висновки про фізичні властивості газу, наприклад про його щільність. Це, своєю чергою, дає можливість детально дослідити, які умови міжзоряного простору сприяють зореутворенню всередині галактик. У нас уперше є можливість досліджувати в такий спосіб великі області галактик, причому з вищою роздільною здатністю, ніж будь-коли, – до такої міри, що ми можемо розгледіти окремі регіони зореутворення”, – прокоментував дослідження один із керівників програми професор Франк Бігіель (Frank Bigiel).