Астрономи зафіксували центральну ділянку Молочного Шляху на разючому новому зображенні, котре розкриває складну мережу ниток космічного газу з безпрецедентною деталізацією. Отриманий за допомогою Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA), цей багатий набір даних — найбільше зображення від ALMA на сьогодні — дасть змогу астрономам дослідити життя зір у найекстремальнішому регіоні нашої галактики, поруч із надмасивною чорною дірою в її центрі.
«Це місце крайнощів, невидиме для наших очей, але тепер розкрите надзвичайно докладно», — сказала Ешлі Барнс (Ashley Barnes), астроном Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO) у Німеччині, яка входить до наукової групи, що отримала нові дані. Спостереження дають унікальне уявлення про холодний газ — сировину, з якої формуються зорі — в так званій Центральній молекулярній зоні (ЦМЗ, Central Molecular Zone, CMZ) нашої галактики. Це перший випадок, коли холодний газ у всьому цьому районі вивчено так докладно.
Ділянка, зафіксована на новому зображенні, простягається на понад 650 світлових років. Вона містить щільні хмари газу та пилу, що оточують надмасивну чорну діру в центрі нашої галактики. «Це єдине ядро галактики, достатньо близьке до Землі, щоб ми могли вивчати його так докладно», — зауважила Барнс. Набір даних розкриває ЦМЗ, як ніколи раніше, від газових структур шириною десятки світлових років аж до невеликих газових хмар навколо окремих зір.
Зображення центральної ділянки Молочного Шляху: смуга з мільйонів білястих зір, пересічена темною пиловою смугою, що блокує світло та надає йому червоного забарвлення. На зображенні показано розташування Центральної молекулярної зони (Central Molecular Zone, CMZ), ділянки в центрі нашої галактики, багатої на щільні та складні газові хмари. Цю зону нанесено на мапу за допомогою Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) в рамках дослідницького огляду ALMA CMZ або ACES (ALMA CMZ Exploration Survey). В центрі пилової смуги є прямокутна рамка. Ділянка, яку вона окреслює, показано на вставці — це витягнута тонка хмара яскравих відтінків рожевого на темному зоряному тлі. Її зображення отримано завдяки огляду ACES. Різні молекули показано різними кольорами. Усе зображення — найбільше з коли-небудь зроблених за допомогою ALMA — має довжину, як три повні Місяці, розташовані поруч на небі. Авторські права на зображення: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/ S. Longmore et al. Зорі на вставці: ESO/ D. Minniti et al. Молочний Шлях: ESO/S. Guisard. Фото з сайту www.eso.org.
Газ, який науковці досліджують в рамках виконання проєкту ACES (ALMA CMZ Exploration Survey) — оглядове дослідження Центральної молекулярної зони за допомогою ALMA, — це холодний молекулярний газ. Огляд розкриває складну хімію ЦМЗ, виявивши десятки різних молекул, від простих, таких як монооксид кремнію, до складніших органічних, таких як метанол, ацетон або етанол.
П’ять зображень однієї й тієї ж космічної хмари, розташовані вертикально. Хмара тонка, повна складних ниток. Кожне зображення має різний колір і позначено хімічною формулою молекули, показаної на зображенні. Цей монтаж показує розподіл різних молекул у Центральній молекулярній зоні (Central Molecular Zone, CMZ) Молочного Шляху. Спостереження виконано за допомогою Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) в рамках дослідницького огляду ALMA CMZ або ACES (ALMA CMZ Exploration Survey). Проєкт ACES дав змогу нанести на мапу розподіл кількох десятків молекул у центрі нашої галактики. Тут показано п'ять з них, зверху вниз: моносульфід вуглецю, ізоціанова кислота, монооксид кремнію, монооксид сірки та ціаноацетилен. Авторські права на зображення: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/S. Longmore et al. Фото з сайту www.eso.org.
Холодний молекулярний газ тече вздовж ниток, що живлять згустки речовини, з яких можуть рости зорі. Як відбувається цей процес на околицях Чумацького Шляху, астрономи знають, але в центральній ділянці події набагато екстремальніші. «У ЦМЗ містяться одні з наймасивніших зір, відомих у нашій галактиці, багато з яких живуть швидко та помирають молодими, закінчуючи своє життя потужними вибухами наднових і навіть гіпернових», — сказав керівник проєкту ACES Стів Лонґмор (Steve Longmore), професор астрофізики Ліверпульського університету Джона Мурса у Великій Британії. За допомогою ACES астрономи сподіваються краще зрозуміти, як ці явища впливають на народження зір і чи «працюють» сучасні теорії зореутворення в екстремальних умовах.
«Вивчаючи, як народжуються зорі в CMZ, ми також можемо отримати чіткіше уявлення про те, як росли та еволюціонували галактики», — додав Лонґмор. «Ми вважаємо, що ця ділянка має багато спільних рис з галактиками в ранньому Всесвіті, де зорі формувалися в хаотичних, екстремальних умовах».
Щоб зібрати новий набір даних, астрономи використали ALMA в пустелі Атакама в Чилі, якою керує ESO та партнери. Фактично, це перший випадок, коли за допомогою цього радіотелескопа було скановано таку велику площу неба. Отримане зображення є найбільшим за всю історію спостережень ALMA. Його склали через «зшивання» даних багатьох окремих спостережень, щось схоже на складання частин пазла. Довжина зображення, як три повні Місяці, розташовані в ряд.
«Ми очікували високого рівня деталізації під час розробки огляду, але були здивовані складністю та багатством, виявленими в остаточній мозаїці», — сказала Катаріна Іммер (Katharina Immer), астроном ALMA в ESO, яка також бере участь у проєкті. Результати ACES представлені в п’яти статтях, прийнятих до публікації в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а шоста — на завершальній стадії рецензування.
«Майбутнє оновлення чутливості ALMA Wideband Sensitivity Upgrade, разом із Надзвичайно великим телескопом (Extremely Large Telescope) ESO, незабаром дасть нам змогу заглибитися в цей район — розрізняти тонші структури, відстежувати складнішу хімію та досліджувати взаємодію між зорями, газом і чорними дірами з безпрецедентною ясністю», — зазначив Барнс. «Багато в чому це лише початок».
За інф. з сайту www.eso.org
