Триллион солнц в одной галактике: небо раскрыло невероятную тайну

Не все галактики одинаковы, когда речь заходит о рождении новых звёзд.

Фото: commons.wikimedia.org by NASA/Jack Fischer, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Спутник

Некоторые из них пребывают в состоянии покоя, практически не формируя новых светил из-за истощения запасов газа. Другие, такие как наша галактика Млечный Путь, поддерживают умеренный темп звездообразования. Однако существуют и галактики, которые выделяются своей необыкновенной активностью, производя звёзды с такой скоростью, что их называют галактиками со вспышкой звездообразования.

В этих необычных галактиках ежегодно появляются сотни или даже тысячи звёзд, эквивалентных по массе Солнцу. Здесь формируются гигантские звёздные сверхскопления, каждое из которых может содержать более 100 000 звёзд. Такие галактики отличаются невероятной яркостью, особенно в инфракрасном диапазоне, где их светимость может в триллионы раз превышать солнечную.

Одним из ярких примеров таких объектов является галактика M82, известная как галактика Сигара.

Её активность скрыта от глаз в оптическом диапазоне из-за плотных облаков пыли, но благодаря инфракрасным наблюдениям телескопа JWST учёные могут детально изучать процессы звездообразования. В M82 сверхскопления играют ключевую роль в её высокой светимости, причём некоторые из них превосходят по количеству звёзд даже шаровые скопления.

Чтобы поддерживать столь интенсивное звездообразование, галактике требуется огромное количество газа. В случае M82 значительная часть этого ресурса, вероятно, поступила в результате гравитационного взаимодействия с соседней галактикой M81. Эти два объекта вращаются вокруг общего центра масс с периодом около 100 миллионов лет. Такое взаимодействие не только придало M82 характерную сигарообразную форму, но и вызвало перемещение газа из её внешних областей в центральную часть, что и спровоцировало вспышку звездообразования.

Галактика M82 и её соседка M81 представляют собой уникальную лабораторию для астрономов, изучающих взаимодействие галактик. В исследовании, опубликованном в 2024 году, с помощью анализа излучения полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) была выявлена сложная структура из газовых нитей и пузырей, сформированных взрывами сверхновых.

Также был обнаружен мощный галактический отток — характерная черта галактик с высокой звездообразовательной активностью. На снимках JWST эти оттоки видны как яркие удлинённые полосы, исходящие из центра галактики. ПАУ играют важную роль в астрономии, так как их излучение в инфракрасном диапазоне позволяет отслеживать движение холодного молекулярного газа.

Галактические оттоки возникают из-за интенсивного звездообразования. В таких галактиках рождаются тысячи массивных и горячих звёзд, которые создают мощные звёздные ветры, выталкивающие газ.

Кроме того, многие из этих звёзд завершают свой жизненный цикл взрывами сверхновых, что также способствует выдуванию газа. В результате запасы газа в галактиках со вспышкой звездообразования обычно истощаются за 100 миллионов лет, после чего активность угасает.

Однако M82 может стать исключением. Благодаря регулярным гравитационным взаимодействиям с M81, эта галактика, вероятно, будет переживать циклы активности и затишья. Учёные предполагают, что около 600 миллионов лет назад M82 уже пережила одну вспышку звездообразования, а текущий этап, начавшийся примерно 30-60 миллионов лет назад, продолжается до сих пор.

Расположенная всего в 12 миллионах световых лет от Земли, M82 считается относительно близкой галактикой, что делает её привлекательным объектом для наблюдений. Она неоднократно попадала в поле зрения телескопа "Хаббл" и других мощных инструментов, предоставляя астрономам ценную информацию о процессах звездообразования.

В далёком будущем M82 и M81, вероятно, сольются в одну галактику, что вызовет ещё одну масштабную вспышку звездообразования. Однако со временем и эта активность утихнет, и новая объединённая галактика перейдёт в состояние покоя, став примером эволюции космических объектов.

Уточнения

Космический телескоп "Джеймс Уэ́бб" - орбитальная инфракрасная обсерватория.