7 Minutės
Anksčiau beveik nematoma mažų namų teleskopų, spiralinė galaktika NGC 4535 dabar staiga išryškėja naujame Hubble vaizde, jos spiralės nusėtos karštomis jaunomis žvaigždėmis ir švytinčiomis ūkais. Nuotrauka pateikia gyvą, detalią akimirką apie vykstantį žvaigždžių formavimąsi galaktikoje, esančioje maždaug 50 milijonų šviesmečių atstumu Žuvų (Virgo) klasteryje.
.avif)
Anksčiau nuo Žemės beveik nematoma NGC 4535 Hubble akimis atgyja: vingiuotos spiralės pripildytos jaunų mėlynų žvaigždžių ir rausvai švytinčių ūkių.
Kodėl ši galaktika buvo „pamesta“ — ir ką atskleidžia Hubble
NGC 4535 pelnė pravardę „Pamesta galaktika“, nes mažaisiais žiūrėjimo prietaisais ji atrodo blanki ir jos išsklaidytas švytėjimas lengvai pranyksta naktiniame danguje. Tačiau iš kosmoso NASA Hubble kosminis teleskopas renka žymiai daugiau šviesos naudodamas savo 2,4 metro skersmens veidrodį ir gali atskirti struktūras, kurių žemės paviršiuje naudojami mėgėjiški instrumentai negali įžiūrėti. Naujoje nuotraukoje aiškiai matomos plati spiralės, centrinė žvaigždžių juosta ir plačiai išsidėstęs žvaigždėdaros regionų tinklas, kurie spindi skirtingomis, pažįstamomis spalvomis.
Mėlyni žvaigždžių spiečiai atseka neseniai vykusias žvaigždžių formavimosi bangas: mėlynas atspalvis rodo karštas, masyvias žvaigždes, kurios intensyviai spindi ir trumpai gyvena. Daugelio tokių spiečių apylinkėse pastebimos rausvos- rožinės miglės, žinomos kaip H II regionai — tai vandenilio dujų debesys, jonizuoti naujai gimusių masyvių žvaigždžių ultravioletinės spinduliuotės. Šios raudonai-rožinės švytėjimo zonos žymi vietas, kur žvaigždžių formavimasis vyksta dabar ir gali tęstis ateityje.
Ką nuotrauka pasakoja apie žvaigždžių formavimąsi
Hubble NGC 4535 vaizdas yra ne tik graži nuotrauka — tai dalis platesnio darbo, siekiančio žemėlapiuoti žvaigždėdaros regionus kaimyninėse galaktikose. Astronomai, dirbantys PHANGS-HST programoje, kataloguoja dešimtis tūkstančių H II regionų — maždaug 50 000 įvairiose galaktikose — kad įvertintų, kaip aplinka, dujų tankis ir galaktikos struktūra įtakoja žvaigždžių formavimąsi. Tokie katalogai leidžia sistemingai lyginti regionus pagal amžių, šviesumą, plokštumą ir ryšį su molekulinėmis dujomis.
Masyvios žvaigždės formuoja savo aplinką dramatiškais būdais. Jų intensyvi spinduliuotė apšviečia vandenilio debesis, žvaigždžių vėjai išpučia ir perstumia dujas, o supernovų sprogimai grąžina sunkesnius cheminius elementus į tarpžvaigždinę terpę. Kiekvienas iš šių grįžtamojo ryšio mechanizmų keičia kitų žvaigždžių formavimosi laiką ir vietas, reguliuodamas molekulinio debesies suskaidymą ir densifikaciją. NGC 4535 atveju Hubble didelės raiškos mozaikoje akivaizdžiai matomas spiralinių rankenų, centrinės juostos ir lokalizuotų žvaigždžių gimimo bумų sąveikos audinys.
Išplėstinis vaizdas leidžia identifikuoti žvaigždžių amžių ir ryšį su aplinkiniu dujų sluoksniu. Pavyzdžiui, mažesni, tankesni spiečiai dažnai randami spiralinių rankenų išilginiuose kompresijos regionuose, tuo tarpu didesni ir labiau išsisklaidę spiečiai gali susidaryti skirtingomis dinaminėmis sąlygomis arba kaip rezultatą susijusių sprogimų ir vėjo poveikio. Supratimas, kur ir kaip formuojasi įvairaus masto spiečiai, padeda įvertinti, kiek efektyviai galaktika virsta molekulines dujas į žvaigždes ir kaip greitai jos išnaudoja savo „žvaigždžių kūrimo“ atsargas.
PHANGS-HST ir tyrimai už šios nuotraukos
Vaizdas apima stebėjimus, atliktus PHANGS (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS) programos rėmuose, kuri sujungia ALMA radijo teleskopų masyvą, Hubble ir kitus prietaisus, kad siektų ryšio tarp šaltos molekulinės dujos — žvaigždėms reikalingos žaliavos — ir neseniai susiformavusių žvaigždžių spiečių. PHANGS tikslas — sudaryti daugiabanginį atlasą, kuris atskleistų, kur dujos kolapsuoja, kaip atsiranda spiečiai, ir kaip jaunų žvaigždžių spinduliuotė bei mechaninis poveikis keičia jų gimtines debesų savybes.
PHANGS-HST duomenys susijungia su ALMA padarytomis molekulinių dujų žemėlapiais: ALMA fiksuoja CO emisiją ir kitus molekulinius žymenis, kurie rodo aukštą tankį ir šaltas dalis, o Hubble suteikia optinį ir ultravioletinį vaizdą, identifikuodamas žvaigždžių spiečius ir H II regionus. Derinant šias matricas galima detalizuoti laipsnišką perėjimą nuo šalto dujyno prie karštų jaunų žvaigždžių ir įvertinti, kiek laiko trunka kiekvienas etapas bei kokią įtaką tam turi aplinkos sąlygos.
NGC 4535 pirmą kartą išryškinta 2021 metų Hubble ataskaitoje; atnaujintas vaizdas padidina jautrumą būdingam jonizuoto vandenilio raudonajam spindėjimui, todėl jauniausi ir aktyviausi žvaigždžių formavimosi regionai atsiskleidžia ryškiau. Šios papildomos detalės leidžia mokslininkams tiksliau modeliuoti dujų suvartojimo greičius, grįžtamąjį poveikį (feedback) ir žvaigždėdaros regionų gyvavimo ciklą spiralinėse galaktikose. Tokie patobulinimai taip pat gerina galimybes fiksuoti įvykius, tokius kaip intensyvios žvaigždžių formavimosi užuomazgos ar neseniai įvykusios supernovos, kurios stipriai pakeičia vietinę ekologiją.
Pasekmės galaktikų evoliucijai
Tiriant sistemas, panašias į NGC 4535, astronomai gali gilintis į fiziką, kuri reguliuoja žvaigždžių formavimosi spartos mastus visoje galaktikoje, struktūrinę evoliuciją ir cheminį praturtėjimą. Lyginant H II regionų katalogus tarp skirtingų galaktikų tipų — su juosta ir be jos, tankiai susitelkusių klasterių ir atskirų spiralių — mokslininkai gali patikrinti, ar universalios fizinės taisyklės galioja visur, ar vietinės sąlygos lemia reikšmingus skirtumus.
Pavyzdžiui, centrinės juostos gali nukreipti dujas į galaktikos centrą, kas gali padidinti branduolinį žvaigždžių formavimąsi arba aprūpinti medžiagą supermasyviam juodajam skydui. Spiralės rankenos gali suspausti dujas į tankias sankaupas, iš kurių formuojasi spiečiai, tuo tarpu grįžtamasis poveikis iš masyvių žvaigždžių gali tiek inicijuoti naują žvaigždžių formavimąsi, tiek slopinti jį priklausomai nuo vietos ir laiko. Hubble raiška yra esminė, kad būtų galima atskirti šiuos konkuruojančius efektus sub-kiloparsekiniu mastu, t. y. mažesniais negu vieno kiloparseko regionais, kur klesti tikslūs fizikiniai procesai.
Be to, Hubble duomenys padeda integruoti žvaigždėdaros istoriją su platesniu kontekstu — pavyzdžiui, su galaktikos trajektorija Virgo klasteryje, galimu sąveikavimu su praeities palydovais ar anksčiau įvykusiais susijungimais. Visi šie veiksniai prisideda prie ilgalaikės galaktikos raidinės linijos, molekulinių dujų išeikvojimo tempų ir cheminės sudėties pokyčių per milijardus metų.
Ekspertų įžvalgos
Dr. Elena Márquez, PHANGS-HST komandos vyriausioji tyrėja, komentuoja: "Tokios nuotraukos — tikras mokslinis lobis. Jos leidžia mums sekti žvaigždėdaros debesų gyvavimo ciklą nuo šaltų dujų iki neseniai susiformavusių spiečių ir stebėti, kaip šie spiečiai keičia savo aplinką. NGC 4535 yra puikus laboratorinis pavyzdys, nes jos struktūra ir aktyvios H II sritys lengvai sutapatinamos su ALMA molekulinių dujų žemėlapiais."
Ateityje tęsiančios daugiabanginės apžvalgos ir kryptiniai sekantys stebėjimai leis tiksliau susidaryti vaizdą, kaip galaktikos per kosminį laiką paverčia dujas žvaigždėmis. Hubble palikimo vaizdai, derinami su naujos kartos observatorijomis, tokiomis kaip ALMA, ateities erdvinio ir spektralinio diapazono teleskopai, žada dar giliau atskleisti procesus, kurie apšviečia Visatą.
Techniniai aspektai taip pat yra svarbūs: duomenų apdorojimas, spalvų derinimas, filtrų kombinacijos ir mozaikos sudarymas turi įtakos tam, kaip vizualiai interpretuojame H II regionų intensyvumą ir plitimą. Mokslininkai stengiasi išlaikyti objektyvumą analizuodami flux'o kiekius skaitmeniniu būdu, o ne tik remiantis estetine nuotraukos interpretacija, kad būtų galima kiekybiškai įvertinti žvaigždėdaros efektyvumą ir dujų atranką. Tokios priemonės padeda užtikrinti, kad išvados būtų patikimos ir pakartojamos.
Apibendrinant, Hubble atvaizdas NGC 4535 suteikia vertingą priėjimą prie žvaigždėdaros procesų supratimo, jungiant aukštos raiškos optinius vaizdus su radijo ir infraraudonųjų spindulių žemėlapiais. Tai vienas iš pavyzdžių, kaip sinergija tarp instrumentų ir tarptautinių programų, tokių kaip PHANGS-HST, žengia mus arčiau aiškaus ir nuoseklaus galaktikų evoliucijos modelio, apimančio tiek lokalias, tiek globalias fizines sąveikas.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą