Скупчення галактик «Фенікс» (Phoenix Galaxy Cluster) уже давно привертає увагу астрономів надзвичайною швидкістю утворення зір, яка виглядає нетиповою порівняно з іншими подібними скупченнями. Нові інфрачервоні спостереження від космічного телескопа Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope) відкрили відсутню ланку в загадці цього активного зореутворення — потоки «теплого газу», які раніше не вдавалося зареєструвати.
Ці дані доповнюють ширшу картину, складену на основі спостережень рентгенівської обсерваторії «Чандра» (Chandra), яка показує ділянки надгарячого газу, телескопа «Габбл» (Hubble), що фіксує оптичне випромінювання галактик і ниткоподібні структури холоднішого газу, а також радіотелескопа VLA (Very Large Array), який демонструє джети, що виникають внаслідок викидів з активного ядра галактики. У сукупності ці спостереження дають змогу сформувати повніше розуміння складних газових потоків у «Феніксі» та пояснити, чому в цьому скупченні формуються зорі в такому швидкому темпі.
Глобальний погляд: важливість «теплого газу»
Раніше астрономи могли вловлювати лише найгарячіший газ (у рентгенівському діапазоні) та найхолодніший (у вигляді молекулярних і пилових структур), проте не було достатньо даних про проміжний температурний діапазон, так званий «теплий газ». Інфрачервона чутливість телескопа Вебба дозволила відстежити саме цей пропущений раніше компонент.
За даними NASA ([1]), «теплий газ» заповнює ті частини скупчення, де відбувається активне зореутворення та взаємодія з гарячими й холодними компонентами. Завдяки новим інфрачервоним даним стало зрозуміло, що в міру того як гарячі бульбашки газу розширюються, вони стискують навколишню речовину, створюючи умови для ефективного конденсування та формування зір.
Гарячі бульбашки та їхній вплив на зореутворення
Розпечений газ (показаний на зображеннях Chandra у фіолетовому кольорі) пронизує все скупчення. Радіохвильові спостереження VLA виявили червоні «джети», спричинені викидами з надмасивної чорної діри в центральній галактиці, які взаємодіють із гарячим газом, утворюючи своєрідні порожнини (або «бульбашки»). У цих бульбашках тиск нижчий, ніж у навколишньому середовищі, тож газ може охолоджуватися, перетворюючись спершу на «теплий», а далі — на холодний. Зрештою все це призводить до ефективного зореутворення.
Згідно з дослідженням астронома Майкла МакДональда (Michael McDonald, Массачусетський технологічний інститут, MIT), провідним автором кількох робіт про «Фенікс», ці спостереження у різних діапазонах допомагають відстежити мандрівку газу від гарячого стану до стану, в якому може зароджуватися нове покоління зір.
Ниткоподібні структури та оптичне сяйво від молодих зір
«Фенікс» в оптичному діапазоні (за даними телескопа «Габбл») відзначається блакитними ниткоподібними структурами — це регіони, де відбувається активне утворення зір. Ці нитки взаємопов’язані з «теплим газом», який починає конденсуватися навколо бульбашок, винесених джетами. У сукупності це створює складну павутину зореутворення, яка виглядає особливо вражаюче на композиційних зображеннях, де кожен діапазон (рентгенівський, оптичний, інфрачервоний та радіо) по-своєму висвітлює окрему частину загальної картини.
Скупчення галактик «Фенікс» у глобальному контексті
Більшість великих галактичних скупчень не демонструють настільки інтенсивної зореутворювальної діяльності, як «Фенікс». Розуміння того, як саме взаємодіють джети, бульбашки гарячого газу та конденсація «теплого газу» в більш холодний, — допомагає уточнити астрофізичні моделі еволюції галактик і їхніх центральних чорних дір.
Аналіз цих процесів дає змогу краще пояснити роль енергетичних викидів надмасивних чорних дір у формуванні зір та розвитку галактик. Накопичення даних із різних обсерваторій дає унікальну можливість: створити повноцінну «газову мапу» з розподілом температур, щільності та складу по всій області скупчення.
Висновок
Завдяки телескопу Джеймса Вебба астрономи отримали критично важливий інфрачервоний «погляд» на проміжні температури газу в скупченні «Фенікс», що кардинально доповнило дані від Chandra, Hubble та VLA. Цей багатодіапазонний аналіз нарешті розкрив повну картину екстремального зореутворення, демонструючи, як надмасивні чорні діри, гарячі бульбашки та охолоджений газ створюють умови для народження великої кількості зір. Зі зростанням можливостей сучасних космічних телескопів схожі дослідження допоможуть пролити світло на формування та еволюцію багатьох інших скупчень галактик у Всесвіті.
Джерела:
1. NASA. Webb Maps Full Picture of How Phoenix Galaxy Cluster Forms Stars.
2. NASA. A Weakened Black Hole Allows Its Galaxy to Awaken.
Kommentare