Вблизи Солнечной системы открыли огромное молекулярное облако

Молекулярные облака — большая и очень плотная (на фоне вакуума космоса) «туча» в глубинах космического пространства, состоящая главным образом из газа и мелких частиц пыли. При экстремально низких температурах и высокой плотности такие облака становятся единственными местами, где под действием гравитации происходит рождение новых звезд и планет.

Основной компонент этих структур — молекулярный водород (H₂), который сложно обнаружить: его атомы почти не излучают в диапазонах, доступных большинству телескопов.

Долгое время астрофизики искали молекулярные облака по косвенным признакам. Например, по излучению молекул угарного газа (CO), который часто «‎соседствует» с водородом. CO второй по распространенности в таких облаках молекулярный газ после H₂ и служит главным «маячком» для исследователей при изучении этих объектов. Однако такой метод не универсален. Некоторые облака почти не содержат CO, оставаясь «невидимыми» для традиционных инструментов.

Пробел в знаниях мешал понять, как именно газ превращается в звезды. Ученые видели готовые системы, но не могли детально изучить начальные этапы их формирования. Открытие объекта Эос — первый шаг к разгадке этой тайны.

Международная команда астрофизиков под руководством Блэксли Буркхарт (Blakesley Burkhart) из Ратгерского университета в США объявила об обнаружении гигантского молекулярного облака Эос, названного в честь богини утренней зари из древнегреческой мифологии. Оно расположено всего в 300 световых годах от Земли — ближе, чем многие известные туманности.

Впервые облако открыли благодаря свечению молекулярного водорода в дальнем ультрафиолетовом диапазоне электромагнитного спектра. Ранее такой способ никогда не применяли для поиска подобных структур.

«Эос буквально светится в темноте. Атомы водорода испускают флуоресцентное свечение в дальнем УФ-диапазоне», — объяснила Буркхарт.

Чтобы «увидеть» облако Эос, ученые использовали специальный прибор — спектрограф FIMS-SPEAR, установленный на южнокорейском спутнике STSAT-1. Научный инструмент работает как своего рода призма, но вместо солнечного света «разбирает на цвета» ультрафиолетовое излучение. Каждый «цвет» (длина волны) в этом излучении — как отпечаток пальца для разных молекул.

Согласно авторам исследования, по своей форме молекулярное облако напоминает полумесяц и расположено на краю Местного пузыря — области разреженного горячего газа, где находится Солнечная система. Эос имеет массу 3400 масс Солнца, а размеры в проекции на небосвод сопоставимы с 40 лунными дисками на ночном небе. Моделирование показало, что через шесть миллионов лет облако рассеется.

Эос почти не содержит угарного газа, из-за чего не испускает сигналы, которые обычно помогают находить молекулярные облака. Именно это сделало его невидимым для традиционных методов поиска.

Буркхарт объяснила, что атомы водорода, из которых состоит Эос, образовались еще во время Большого взрыва. Затем они попали в нашу Галактику и «собрались‎ » вблизи Солнца.

Открытие международной команды астрофизиков доказывает, что молекулярные облака можно искать напрямую, через свечение водорода. Теперь ученые смогут находить ранее скрытые аналогичные структуры даже в самых отдаленных уголках Галактики и за ее пределами. Впрочем, команда уже ищет другие молекулярные облака по свечению водорода как поблизости, так и на огромных расстояниях.

По словам авторов научной работы, Эос — не просто соседний объект. Это окно в процессы, которые миллиарды лет формировали галактики. Его изучение поможет понять, как из первичного газа рождаются звезды, подобные Солнцу, и планеты, подобные Земле.

Выводы астрофизиков представлены в журнале Nature Astronomy.