В самом центре Млечного Пути обнаружен гигантский «резервуар» для рождения новых звезд

24 мар 2025, 22:14

Астрономы сделали захватывающее открытие: в самом сердце Млечного Пути, на пересечении галактического бара, обнаружено гигантское молекулярное облако, ранее скрытое от наших глаз. Это открытие, сделанное с помощью спектральных наблюдений телескопа Green Bank, открывает новые перспективы в изучении динамики и эволюции нашей галактики.

Что такое галактический бар и почему это важно?

Млечный Путь, как и многие другие спиральные галактики, имеет в центре структуру, напоминающую гигантскую перекладину — галактический бар. Эта структура играет ключевую роль в перемещении вещества от диска галактики к её центру. Вещество, в том числе газ и пыль, движется вдоль так называемых пылевых полос бара, собираясь в плотные кольца вокруг центра галактики, где активно формируются новые звёзды.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Неизведанный «перекрёсток»

Обнаруженное гигантское молекулярное облако (ГМО), получившее название «Нексус» (Nexus), расположено в средней точке пылевых полос галактического бара. Это не просто облако газа и пыли; это своего рода «перекрёсток», где происходит переход вещества из спокойной среды галактического диска в экстремальные условия центральной молекулярной зоны (ЦМЗ) — области вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей галактики.

А вы знали? Общая протяжённость облака составляет около 60 парсеков (около 195 световых лет), что сопоставимо с размерами многих известных молекулярных облаков в Млечном Пути.

«Нексус» и «нить»: анатомия гигантского облака

Наблюдения показали, что ГМО состоит из двух основных частей: собственно «Нексуса» — плотного ядра, и «Нити» (Filament) — узкого, вытянутого образования, отходящего от него.

Что интересного в «Нити»? Эта структура имеет длину около 40 парсеков и ширину всего 4 парсека, что делает её очень вытянутой.

(a) Интегрированное излучение¹²CO (1-0) из обзора Dame et al. (2001), направленное к внутренним ~25° галактики Млечный Путь. Красным и синим цветом выделены пылевые полосы галактического бара Млечного Пути, ближняя и дальняя сторона соответственно, из Marshall et al. (2008) и Sormani & Barnes (2019). (b) Диаграмма «положение-скорость» для излучения ¹²CO (1-0), показанного на (a). На (b) аннотированы структуры пылевых полос ближней и дальней стороны в пространстве «положение-скорость». Красные прямоугольники на (a) и (b) показывают положение средней точки (M4.7-0.8) пылевых полос галактического бара в пространстве «положение-скорость». (c) 250 мкм оттенки серого из Herschel (Molinari et al. 2016) с наложенным излучением ¹²CO с красными контурами на 15, 25, 50 и 100 K км с⁻¹ из Sormani & Barnes (2019), с центром на облаке M4.7-0.8 (красный прямоугольник в левой панели). Непрозрачность изображения излучения ¹²CO масштабируется по интенсивности. Сплошной белый прямоугольник показывает поле зрения наблюдений GBT, нацеленных на главный Нексус облака (пилотное исследование), а пунктирный белый прямоугольник показывает поле зрения наблюдений GBT, нацеленных на Нить облака (DDT). Желтый контур на панели (c) показывает излучение GBT NH₃ (1,1) при 15σ (150 мК, Рисунок 2). Штрих-пунктирная линия показывает ориентацию b=-0.5 — нижний предел галактической широты для многих галактических плоских обзоров (например, SEDGISIM, HOPS; Schuller et al. (2021) и Purcell et al. (2012), соответственно). Компас для кардинальных направлений в галактической системе координат показан в левом нижнем углу панели (c). Цитирование: Natalie Butterfield et al, Discovery of a Giant Molecular Cloud at the Midpoint of the Galactic Bar Dust Lanes: M4.7-0.8, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.14174
Автор: Natalie Butterfield et al Источник: arxiv.org

Молекулярные «маяки»

Для изучения облака астрономы использовали наблюдения в радиодиапазоне, на частоте 24 ГГц. Особое внимание уделялось линиям излучения молекул аммиака (NH3) и цианобутадиина (HC5N) — известных индикаторов плотного газа. Анализ этих линий позволил выявить основные характеристики облака, в частности его структуру и движение газа внутри него.

Звёздные «искры» в «Нексусе»

Исследование показало, что в «Нексусе» происходят активные процессы звездообразования. Об этом свидетельствует обнаружение мазера аммиака (NH3), а также ассоциация с источником инфракрасного излучения на длине волны 70 микрон.

Позвольте объяснить: Мазеры — это природные аналоги лазеров, усиливающие излучение на определённых частотах. Обнаружение мазера аммиака указывает на наличие плотной и активной области, где происходит усиление излучения.

Динамичный «водоворот»

Газ в «Нексусе» демонстрирует широкие линии излучения, что говорит о высокой турбулентности и динамичности этой области. Подобные значения наблюдаются в облаках центральной молекулярной зоны, что подтверждает переходный характер «Нексуса».

Трёхцветное составное изображение пыли Herschel в средней точке (M4.7-0.8) пылевых полос галактического бара, показывающее PACS 70 мкм (синий), PACS 160 мкм (зеленый) и SPIRE 250 мкм (красный). Белые контуры показывают излучение ¹²CO, связанное с пылевыми полосами галактического бара (Marshall et al. 2008; Sormani & Barnes 2019). Пунктирный белый прямоугольник показывает поле зрения наблюдений GBT (Рисунки 2, 3 и 6). Одиночный контур показывает пиковую температуру антенны NH₃ (1,1) на уровне 15σ (150 мК; Рисунок 2, верхний). Штрих-пунктирная линия показывает b=-0.5. Цитирование: Natalie Butterfield et al, Discovery of a Giant Molecular Cloud at the Midpoint of the Galactic Bar Dust Lanes: M4.7-0.8, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.14174
Автор: Natalie Butterfield et al Источник: arxiv.org

Пыль как «карта»

Сравнение наблюдений плотного газа с данными предыдущих инфракрасных обзоров позволило лучше понять распределение пыли в облаке. Оказалось, что области с высокой концентрацией пыли и низкой температурой соответствуют ядрам плотного газа.

Загадки и перспективы

Открытие «Нексуса» ставит перед астрономами множество вопросов. Какова роль этого облака в аккреции вещества на центральную чёрную дыру Млечного Пути? Какие процессы звездообразования происходят в «Нексусе»? И как это облако связано с другими структурами галактического бара?

Для ответа на эти вопросы необходимы дальнейшие наблюдения, в том числе с использованием новых инструментов, таких как Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) и James Webb Space Telescope (JWST). Эти наблюдения позволят детально изучить структуру и динамику «Нексуса», а также исследовать процессы звездообразования в этой уникальной области галактики.

Опубликовано: Мировое обозрение Источник