Телескоп ALMA впервые детально изучил холодный газ в центре Млечного Пути
Астрономы получили впечатляющее новое изображение центральной области Млечного Пути, которое раскрывает сложную сеть нитей космического газа с беспрецедентной детализацией. Этот богатый массив данных, полученный с помощью комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), представляет собой крупнейшее изображение, когда-либо созданное этой обсерваторией, и позволит ученым изучать жизнь звезд в самой экстремальной области нашей галактики, по соседству со сверхмассивной черной дырой в ее центре.
"Это место экстремальных явлений, невидимое для наших глаз, но теперь раскрытое с необычайной детализацией", — говорит Эшли Барнс, астроном из Европейской южной обсерватории (ESO) в Германии, входящая в команду, получившую новые данные. Наблюдения дают уникальный взгляд на холодный газ — сырье, из которого формируются звезды — внутри так называемой Центральной молекулярной зоны (Central Molecular Zone, CMZ) нашей галактики. Это первый случай, когда холодный газ во всей этой области был исследован с такой тщательностью.
Регион, представленный на новом изображении, простирается более чем на 650 световых лет. Он вмещает плотные облака газа и пыли, окружающие сверхмассивную черную дыру в центре нашей галактики. "Это единственное галактическое ядро, достаточно близкое к Земле, чтобы мы могли изучать его с такой высокой детализацией", — отмечает Барнс. Набор данных показывает CMZ так, как никогда раньше: от газовых структур размером в десятки световых лет до небольших газовых облаков вокруг отдельных звезд.
Газ, который специально исследует проект ACES (ALMA CMZ Exploration Survey), — это холодный молекулярный газ. Обзор раскрывает сложную химию CMZ, обнаруживая десятки различных молекул, от простых, таких как монооксид кремния, до более сложных органических, таких как метанол, ацетон или этанол. Холодный молекулярный газ течет вдоль нитей, питая сгустки материи, из которых могут вырастать звезды. На окраинах Млечного Пути мы знаем, как происходит этот процесс, но в центральной области события гораздо более экстремальные.
"CMZ содержит некоторые из самых массивных звезд, известных в нашей галактике, многие из которых живут быстро и умирают молодыми, заканчивая свою жизнь мощными взрывами сверхновых и даже гиперновых", — объясняет Стив Лонгмор, руководитель проекта ACES и профессор астрофизики в Ливерпульском университете Джона Мурса в Великобритании. С помощью ACES астрономы надеются лучше понять, как эти явления влияют на рождение звезд и сохраняют ли наши теории звездообразования свою силу в экстремальных условиях. "Изучая, как звезды рождаются в CMZ, мы также можем получить более ясную картину того, как галактики росли и развивались, — добавляет Лонгмор. — Мы полагаем, что этот регион имеет много общих черт с галактиками в ранней Вселенной, где звезды формировались в хаотичных, экстремальных средах".
Чтобы собрать этот новый набор данных, астрономы использовали ALMA, который управляется ESO и партнерами в пустыне Атакама в Чили. Фактически, это первый случай, когда такая большая область была просканирована с помощью этого оборудования, что делает это изображение самым большим из когда-либо созданных ALMA. На небе мозаика, полученная путем сшивания множества отдельных наблюдений, подобно сборке пазла, имеет протяженность, равную трем полным лунам, расположенным рядом друг с другом. "Мы ожидали высокого уровня детализации при разработке проекта, но мы были искренне удивлены сложностью и богатством, раскрытыми в итоговой мозаике", — говорит Катарина Иммер, астроном ALMA в ESO, также участвующая в проекте. Данные ACES представлены в пяти статьях в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а шестая находится на заключительных этапах рецензирования.
"Предстоящее обновление чувствительности ALMA в широком диапазоне, а также Чрезвычайно Большой Телескоп ESO вскоре позволят нам проникнуть еще глубже в этот регион — различать более тонкие структуры, отслеживать более сложную химию и исследовать взаимодействие между звездами, газом и черными дырами с беспрецедентной четкостью", — заключает Барнс. "Во многих отношениях это только начало".