Галактики со вспышкой звездообразования раскрывают астрономам свои тайны

Галактики со вспышкой звездообразования превращают газ в звезды с поражающей воображение скоростью — подчас в 1000 раз быстрее, чем типичные спиральные галактики, подобные Млечному пути. Чтобы понять, в чем состоит характерное отличие галактик со вспышкой звездообразования от остальных галактик Вселенной, международная команда астрономов при помощи решетки радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) исследовала слой за слоем скопление облаков с высокой звездообразовательной активностью, лежащее в самом сердце галактики NGC 253 — одной из самых близких к Млечному пути галактик со вспышкой звездообразования.

«Все звезды формируются в плотных облаках из газа и пыли, — сказал Адам Лерой, астроном из Университета штата Огайо, Колумбус, США. — Однако до сегодняшнего дня ученые не могли как следует рассмотреть физические процессы, протекающие внутри галактик со вспышкой звездообразования и отличающие их от других звездообразовательных регионов нашей Вселенной».

Обсерватория ALMA решает эту проблему, предоставляя исследователям возможность рассмотреть в деталях индивидуальные звездообразовательные структуры, даже если они расположены в далеких галактиках. Воспользовавшись этой возможностью, Лерой и его коллеги составили карты распределения и движения множества различных молекул в центре NGC 253, также известной как галактика Скульптор.

Галактика Скульптор представляет собой спиральную галактику, находящуюся от нас на расстоянии в 11,5 млн световых лет — сравнительно небольшом расстоянии для галактики со вспышкой звездообразования. Такая близость этой галактики существенно облегчила астрономам её изучение.

Высокое разрешение и высокая чувствительность телескопа ALMA позволили ученым, прежде всего, идентифицировать десять различных звездообразовательных областей в центре галактики Скульптор — чего нельзя было добиться при помощи телескопов предыдущего поколения.

Затем команда составила карту распределения примерно 40 характерных спектральных сигналов, идущих от различных молекул, лежащих в центре галактики. Каждый тип молекул соответствует определенным условиям в звездообразовательном облаке. Например, монооксид углерода (CO) соответствует обширным оболочкам из газа невысокой плотности, окружающего «звездные колыбели». Другие же молекулы, например, цианистый водород (HCN), напротив, указывают на области с активным звездообразованием.

Сравнивая между собой концентрации, распределение и движение этих молекул, исследователи установили, что звездообразовательные облака в галактике Скульптор намного более массивные и в десять раз более плотные, чем аналогичные области в обычных спиральных галактиках. Таким образом, исследователи показали, что звездообразовательная активность галактики со вспышкой звездообразования определяется не только числом имеющихся в ней звездообразовательных облаков, но также их уникальными свойствами, отличающими такие области от аналогичных им областей обычной спиральной галактики.

Исследование было принято к публикации в журнале Astrophysical Journal.