7 Minutės
Astronomai užfiksavo įspūdingą naują vaizdą — raudoną, šikšnosparno formos dujų ir dulkių debesis, kuris yra žvaigždžių lopšys, kur jaunos žvaigždės aktyvina savo aplinką. Nuotrauka, atlikta ESO Paranal observatorijos Čilėje, atskleidžia dramatiškus siūlus, ryškiai šviečiančią vandenilio emisiją ir paslėptas žvaigždėjimo paslėptuves, kurios kartu sukuria neįprastą kosminį siluetą.
Baisus siluetas pietiniame danguje
Pramintas „kosmine šikšnosparne“, šis nebulos kompleksas (RCW 94 ir RCW 95) yra maždaug 10 000 šviesmečių nuo Žemės, tarp žvaigždynų Circinus ir Norma. Plokštumoje jis užima sritį, kurią regimojoje danguje galima palyginti su maždaug keturiais pilnais Mėnuliais – tai pakankamai didelis objektas, todėl norint užfiksuoti jo visą formą reikėjo plataus lauko instrumentų ir mozaikinių vaizdų.
Optiniuose vaizduose debesis švyti gilia raudona spalva, nes energingos jaunos žvaigždės jonizuoja šalia esančio dujų apvalkalo vandenilio atomus. Kai jonizuoti vandenilio atomai rekombinuoja, stipriai išskiria šviesą Hα bangos ilgio regione (apie 656,28 nm), kuri spalvotose kompozicijose dažnai yra vaizduojama raudonai. Tokie Hα emisijos regionai yra pagrindiniai žvaigždėdaros indikatoriai ir leidžia identifikuoti aktyvias jonizacines sritis dideliuose debesų kompleksuose.
Tamsios, siūliškos dulkių juostos kertasi per šį raudonį spindesį; tai vėsesnės ir tankesnės struktūros, kur dulkių dalelės blokuoja žvaigždžių spinduliuotę ir kur gali tęstis arba prasidėti tolesnis žvaigždžių formavimasis. Žmogaus akiai iš arrangemento išsidėstymas primena skraidantį šikšnosparnį: RCW 94 sudaro dešinįjį sparną, RCW 95 yra centrinė dalis, o kitos kompleksą sudarančios struktūros dar neturi plačiai priimtų kataloginių pavadinimų ar priskirtų numerių. Tokia morfologinė panašybė kartais padeda visuomenei greičiau identifikuoti ir įsidėmėti astronominius objektus, tačiau mokslinėje analizėje formos kyla iš fizinių procesų kombinacijos — gravitacijos, radiacijos ir smūginių bangų poveikio.
Kaip buvo sukurta nuotrauka: instrumentai ir apžvalgos
Galutinė kompozicija yra optinių ir infraraudonųjų apžvalgų derinys. VLT Survey Telescope (VST), esantis ESO Paranal observatorijoje, pateikė plataus lauko matomosios šviesos duomenis per VPHAS+ apžvalgą, kuri žemėlapyje fiksuoja Hα ir kitus filtrus pietiniame Galaktikos plote ir bulge regione. Ant VST montuojama OmegaCAM kamera — 268 megapikselių jutiklis, optimizuotas didelio ploto, aukštos raiškos mozaikoms sudaryti, leidžia gauti labai detalius ir plačius optinius vaizdus.
Infraraudonųjų spindulių informacija iš ESO Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) — surinkta kaip VVV (VISTA Variables in the Vía Láctea) apžvalgos dalis — buvo uždėta ant optinių duomenų sluoksnių, kad būtų atskleistos struktūros, paslėptos tankiausiuose debesyse. Infraraudonieji bangos ilgiai geriau prasiskverbia pro dulkes nei matomoji šviesa, todėl jie atskleidžia įterptas jaunąsias žvaigždes, šiltą nebulos vidų ir kitus objektus, kurie optiniuose vaizduose lieka uždengti.
Techniniu požiūriu duomenų derinimas reikalauja kelių etapų: fotometrinė kalibracija, dangosojimas ir foninė korekcija, mozaikų sudarymas, matomojo Hα signalo atskyrimas nuo pločio filtro (continuum) skleidžiamo spindesio, o galiausiai sluoksnių kompozitavimas ir spalvų priskyrimas, kad būtų išryškintos skirtingos fizinės savybės. Tokie deriniai, susiejant optinius ir infraraudonuosius sluoksnius, leidžia mokslininkams ne tik pamatyti estetinį vaizdą, bet ir skirti konkrečias regionų savybes bei atrasti paslėptus protostarų spiečius.
Ši skaitmenizuoto dangaus apžvalgos (Digitized Sky Survey, DSS) nuotrauka rodo RCW 94 ir RCW 95 apylinkes, kurias matome paveikslo centre. Šios nebulos priklauso didesniam debesų kompleksui, primenančiam šikšnosparnį — RCW 94 atitinka dešinįjį sparną, o RCW 95 yra centrinė dalis. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2
Kodėl astronomai domisi: žvaigždžių susidarymas ir grįžtamasis ryšys
Tokios sritys kaip RCW 94/95 veikia kaip gamtos laboratorijos, padedančios suprasti, kaip masyvios žvaigždės veikia savo aplinką. Jaunos, karštos žvaigždės skleidžia intensyvų ultravioletinį spinduliavimą ir žvaigždines vėjas, kurie jonizuoja ir stumia aplinkines dujas — tai procesas, žinomas kaip žvaigždinis grįžtamasis ryšys (stellar feedback). Šis grįžtamasis ryšys gali tiek sukelti naują žvaigždėjimą, suspausdamas aplinkines dujas ir skatindamas jų žlugimą į protostarų fragmentus, tiek užblokuoti žvaigždėjimą, išbarstydamas debesį ir sumažindamas tankį vietinėse srityse.
Observacijos per optinius ir infraraudonuosius filtrus leidžia žemėlapinti jonizacijos frontus, rasti ką tik susiformavusias protostaras, identifikuoti išsiveržimus (jets) ir ištekėjimus bei apskaičiuoti žvaigždžių populiacijų amžių ir mases. Spalvinė fotometrija ir daugiabandomis stebėjimais gauti duomenys leidžia sudaryti spalvinius-magnitudinius diagramas (CMD), atrasti jauno amžiaus YSO (Young Stellar Objects) kategorijas ir vertinti masyvių žvaigždžių santykinį indėlį į regiono spinduliuotę.
VPHAS+ ir VVV apžvalgų atvirumas — reiškia, kad tyrėjai visame pasaulyje gali laisvai pasiekti duomenų rinkinius, ieškoti jaunųjų žvaigždžių objektų, protostarų spiečių, kompaktiškų žvaigždžių grupių ar net retesnių fenomenų, tokių kaip masyvūs išsiveržimai ar neįprastos jonizacijos struktūros. Dėl plataus aprėpties ir didelio jautrumo šios apžvalgos yra ypač vertingos nustatant retas masyvių žvaigždžių formavimosi stadijas ir statistinius požymius galaktikinio masto tyrimuose.
Ši schematiska žemėlapio dalis parodo RCW 94 ir RCW 95 vietą tarp Circinus ir Norma žvaigždynų. Žemėlapis rodo daugumą žvaigždžių, matomų plika akimi geromis sąlygomis. Nebulų vieta pažymėta raudonu apskritimu. Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope
Ateities perspektyvos ir susijusi technologija
Tolesnės stebėsenos aukštesne erdvine raiška arba skirtingais bangos ilgiais gali atskleisti dar smulkesnes detales. Radiointerferometrija (pvz., ALMA) leidžia sekti šaltas molekulines dujas, naudojant CO ir kitus molekulinius žymenis, taip pat fiksuoti ištekėjimus iš protostarų. Tokie duomenys padeda nustatyti masės pasiskirstymą debesų fragmentuose, ištekėjimų kinetiką ir molekulinės medžiagos tankio profilį.
Vidutinio infraraudonojo spektro (mid-IR) vaizdai atpažįsta šiltas dulkes ir įterptus objektus, o JWST (James Webb Space Telescope) su savo dideliu jautrumu infraraudonosiose juostose leidžia ištirti labai uždengtus regionus, kur optika nepasiekia. Spektroskopija, tiek optinėje, tiek IR, leidžia išmatuoti dujų greičius (radialines greičio laužus), cheminę sudėtį, jonizacijos laipsnį ir atpažinti molekulinius ryšius. Ateities didžiojo skersmens teleskopai (ELT klasės) ir pažangios AO (adaptive optics) sistemos suteiks galimybę ištirti atskiras žvaigždes ir jų sąveikas komplekso centre.
Be to, radijo continuum stebėjimai (pvz., SKA, VLA) gali fiksuoti plonas plazmines struktūras bei non-thermal emisiją, kurią sukelia greiti elektronai ar uždegiminės procesų grandinės, susijusios su jaunomis masyviomis žvaigždėmis. Tokios daugiafunkcės, tarpdisciplininės stebėjimų kampanijos padeda sukurti išsamius regiono modelius: nuo molekulinių debesų savybių iki jetų ir šaltų kondensatų, kuriuose kuriamos naujos žvaigždės.
Ekspertų įžvalgos
"Plataus lauko apžvalgos, tokios kaip VPHAS+ ir VVV, yra nepaprastai svarbios atrandant ir kontekstualizuojant įdomias žvaigždėjimo zonas," sako dr. Elena Martínez, astrofizikė, tyrinėjanti masyvių žvaigždžių formavimąsi. "Kai išryškėja įdomus tikslas, aukštos raiškos instrumentai leidžia testuoti grįžtamojo ryšio ir spiečių formavimosi modelius. Ši 'šikšnosparnė' yra ne tik vizualiai įspūdinga — ji yra ir moksliniu požiūriu turtinga."
Tokia vaizdinė ir morfologinė įvairovė primena, kad stulbinantys kosminiai vaizdai dažnai kyla iš kasdieniškų fizinių procesų: gravitacijos, radiacijos, dulkių ir dujų sąveikos per milijonus metų. Visuomenei nebulos vaizdas suteikia sezoninį stulbinimą ir galimybę susidomėti astronomija; mokslininkams tai yra dar viena detalė visoje galaktikos žvaigždėjimo ir evoliucijos sudėtingoje mozaikoje.
Taip pat svarbu pabrėžti, kad tokie regionai yra tinkami piliečių mokslo (citizen science) iniciatyvoms: atviri duomenų archyvai, moksliniai portalai ir interaktyvios vizualizacijos leidžia entuziastams padėti klasifikuoti morfologijas, identifikuoti potencialius protostarus arba net atrasti anksčiau nepastebėtas struktūras. Tokia bendradarbiavimo kultūra pagreitina atradimų tempą ir didina mokslo viešumą.
Apibendrinant, RCW 94–95 kompleksas yra puikus pavyzdys, kaip didelio ploto apžvalgos ir aukštos raiškos instrumentai kartu leidžia atskleisti ir interpretuoti žvaigždėjimo procesus plačiame erdviniame ir spektriniame kontekste. Tolesni tyrimai, derinant platų spektrą — nuo radijo iki vidutinio infraraudonojo ir optinio diapazono — padės susieti regiono morfologiją su fiziniais parametrais ir galutinai atsakyti į klausimus apie masyvių žvaigždžių įtaką savo gimtinei aplinkai.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą