Джеймс Уэбб зафиксировал огненное шоу в звездном скоплении Вестерлунд 1
Астрономы запечатлели грандиозный космический фейерверк, устроенный гигантскими звездами, взаимодействующими со своим окружением. Это в прямом смысле ослепительное зрелище, если находиться поближе, знаменует собой важную веху в изучении формирования крупнейших звезд и лучшего понимания того, как они влияют на окружающее пространство.
Исследователи использовали космический телескоп Джеймс Уэбб НАСА (James Webb Space Telescope, сокращенно JWST) для наблюдения за Westerlund 1, звездным скоплением с сотнями очень массивных звезд и с тысячами молодых звезд с меньшей массой, с помощью прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI). Вестерлунд-1 расположен в галактике Млечный Путь, примерно в 12 070 световых лет от Земли.
На недавно полученных снимках Westerlund 1 видно, что многие развитые массивные звезды интенсивно сбрасывают свои внешние слои с яркими пятнами по всему изображению. Эти протяженные структуры известны как «звездные ветры» и демонстрируют удивительное разнообразие форм. Полученные результаты дают представление о процессе, при котором огромное количество энергии звездных ветров и излучения попадает в окружающую среду. Это формирует сложные структуры и приводит в движение гигантское газовое облако, в котором находятся звезды.
«Мы были поражены, увидев структуры ветра на Вестерлунде 1, поскольку ожидали, что большая часть газа и пыли будет уноситься высокоэнергетическим излучением, испускаемым массивными звездами», — говорит Кристина Монш, астроном Смитсоновской астрофизической обсерватории в Центре астрофизики Гарварда и Смитсоновского института, участница исследования.
«Тот факт, что в Westerlund 1 так много пыли и газа, говорит о том, что массивные звезды играют важную роль в формировании своего окружения, возможно, даже влияя на формирование небольших звезд, подобных нашему Солнцу».
Вестерлунд-1 — одно из ближайших и наиболее массивных молодых звездообразующих скоплений в нашей галактике, содержащее множество редких сверхгигантов и даже гипергигантских звезд, масса которых превышает массу нашего Солнца в 10 и даже в100 раз.
Такие звезды живут быстро и умирают молодыми, их возраст составляет всего несколько миллионов лет, что резко контрастирует со звездами меньшей массы, такими как наше Солнце, которые живут миллиарды лет. Массивные звезды расходуют свое водородное топливо гораздо быстрее, чем звезды с меньшей массой, и в то же время теряют большую часть своей массы из-за ветров и взрывных выбросов из своих внешних слоев, которые JWST может наблюдать в инфракрасном диапазоне.
«Сегодня в нашей галактике не лучшая среда для звездообразования, но сверхмассивные звездные скопления были очень распространены на ранних этапах развития Вселенной», — рассказывает Марио Гуарчелло из INAF — астрономической обсерватории Палермо в Италии, который возглавлял кампанию наблюдений JWST.
«Вестерлунд-1 является одним из лучших испытательных полигонов для расширения наших знаний о формировании звезд, особенно массивных. Это похоже на настоящий космический фейерверк и говорит о том, что многие звезды и планеты рождаются в экстремальных условиях даже по меркам Большого Космоса».
JWST — снимки MIRI с фильтром F1130W, отражающие звездные потоки в четырех сверхгигантах М-типа в Westerlund 1. На той же панели, что и W26, в правой части изображения также виден асимметричный отлив от W9. Каждая панель имеет размер 40 × 40 дюймов. Фото: Astronomy & Astrophysics (2024).
По сравнению с Солнцем, которое вступит в фазу красного гиганта не раньше, чем через пять миллиардов лет, массивные звезды интенсивно воздействуют на окружающую среду вскоре после своего образования и в конечном итоге взрываются как мощные сверхновые, оставляя после себя нейтронные звезды или черные дыры. Ожидается, что на данный момент в Вестерлунде 1 вспыхнула только одна сверхновая. Однако в ближайшие пару десятков миллионов лет ожидается появление более 1500 таких звезд.
«Открытие протяженных потоков звездного ветра, окружающих массивные звезды в Вестерлунд 1, стало возможным только потому, что мы наблюдали за этим скоплением более шести часов подряд», — говорит астроном Джошуа Ловелл, который был одним из руководителей анализа данных JWST MIRI.
«Потраченное время окупилось с лихвой: теперь мы можем наблюдать широкий спектр ветров и выбрасываемого материала, что является ключом к изучению того, как молодые звезды с большой массой влияют на окружающие области».
«Мы снизили предел обнаружения до самых маленьких звезд, которые только могут образоваться», — поясняет Хуан Мартинес-Галарза, который обрабатывал данные MIRI. «Таким образом, мы сможем определить истинное содержание скопления и измерить такие свойства, как распределение масс его звезд, вплоть до звезд с наименьшей массой».
Научная работа велась в рамках расширенного проекта исследования скоплений Вестерлунда 1 и Вестерлунда 2, международного проекта под руководством Марио Гуарчелло из астрономической обсерватории Палермо (INAF) в Италии, целью которой было изучение формирования звезд и планет с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб и рентгеновской обсерватории НАСА Чандра.
Недавно ученые получили снимки объектов из гораздо более далеких миров благодаря эффекту гравитационного линзирования.
