Звезды под микроскопом: как JWST обнаружил почти 800 молодых звездных объектов в галактике Треугольник

Звезды — это не только красивые и яркие точки на небе, но и важные источники света, тепла и химических элементов, из которых состоит все, что нас окружает. Звезды также играют ключевую роль в эволюции галактик, в которых они рождаются, живут и умирают. Без звезд не было бы ни нас, ни нашей планеты, ни нашей галактики. Поэтому изучение процесса звездообразования — одна из самых актуальных и захватывающих задач современной астрономии.

Однако звездообразование — это не простой и однородный процесс, который происходит одинаково во всех галактиках. Наоборот, он сложный и разнообразный, зависящий от многих факторов, таких как масса, форма, состав и история галактики, а также от внешних воздействий, таких как столкновения, взрывы и гравитационные волны. Чтобы получить полное и точное представление об этом явлении, астрономам нужно наблюдать за молодыми звездами не только в нашей галактике, Млечном Пути, но и в других, которые могут быть очень отличны от нашей по своим свойствам и особенностям.

До недавнего времени это было почти невозможно, так как молодые звезды скрыты от нашего взгляда своими родительскими облаками газа и пыли, которые поглощают видимый свет. Также трудно различить одну молодую звезду от другой, если они находятся в одном облаке на большом расстоянии. Для их обнаружения требуются телескопы с высоким разрешением и чувствительностью к инфракрасному излучению, которое молодые звезды излучают. К сожалению, большинство существующих телескопов, как наземных, так и космических, не обладают такими возможностями.

Таким телескопом является Джеймс Уэбб (JWST), который был запущен в космос в конце 2021 года. Это самый мощный и сложный космический телескоп, когда-либо созданный человечеством. Он имеет огромное зеркало диаметром 6,5 метров и четыре научных инструмента, работающих в инфракрасном диапазоне. Он способен проникать сквозь пыль и газ, чтобы изучать самые древние и самые темные уголки вселенной. Он также может наблюдать за звездообразованием в других галактиках с невиданной детализацией.

Одним из первых результатов работы JWST стало открытие почти 800 молодых звездных объектов (YSO) в галактике Треугольник (M33), которая находится на расстоянии 2,7 миллиона световых лет от нас. Это самые дальние наблюдения за новообразующимися звездами, когда-либо сделанные. Они позволяют астрономам сравнить процесс звездообразования в нашей галактике и в другой, которая имеет свои особенности.

Галактика Треугольник — это спиральная галактика, похожая на нашу Млечную дорогу, но меньшего размера и металличности (доли тяжелых элементов). Она имеет пушистые спиральные рукава, в которых происходит звездообразование в гигантских молекулярных облаках. Астрономы использовали среднеинфракрасный имиджер (MIRI) JWST, чтобы изучить один из этих рукавов и найти в нем YSO.

YSO — это звезды в самых ранних фазах своего развития, которые еще не запустили термоядерный синтез в своих ядрах. Они могут быть протозвездами, которые все еще накапливают массу от своих облаков, или пред-основной-последовательности звездными объектами, которые уже завершили приток газа, но еще не стали полноценными звездами. Они часто сопровождаются околозвездными дисками, из которых могут образовываться планеты, струями и биполярными потоками материала, выбрасываемого из них.

Анализ YSO, найденных в галактике Треугольник, показал, что они распределены по-разному в зависимости от массы и плотности гигантских молекулярных облаков, в которых они образуются. Было обнаружено, что самые массивные облака содержат больше YSO, чем меньшие, и что число YSO в M33 примерно сравнимо с тем, что наблюдается в похожих облаках в Млечном Пути. Также было обнаружено, что спиральный рукав, который был изучен, имеет очень высокую эффективность звездообразования, которая не связана с массой облаков. Это может быть связано с тем, что в этом рукаве происходит несколько эпизодов звездообразования, которые влияют на структуру и динамику облаков.

Это открытие дает астрономам уникальную возможность изучать звездообразование в другой галактике с такой детализацией, которая раньше была недоступна. Они смогут использовать эти данные, чтобы смоделировать процесс звездообразования в M33 и сравнить его с тем, что происходит в нашей галактике и других.