Молодые сверхмассивные скопления — отличные «лаборатории» для изучения формирования звезд и их планет. С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» ученые впервые рассмотрели тусклые структуры в ближайшем к нам скоплении Westerlund 1, наполненном разнообразными массивными и яркими звездами.
RGB-снимок скопления Westerlund 1, сделанный инструментом NIRCam «Джеймса Уэбба». Если считать, что расстояние до скопления около 13,8 тысячи световых лет, то ширина области на снимке — 24,46 светового года / © M. G. Guarcello et al. arXiv:2411.13051v1 (2024)
Яркие массивные звезды живут недолго и бурно. В скоплениях расстояния между объектами небольшое, поэтому звездные ветры и «сброшенное» светилами вещество активно взаимодействуют друг с другом, создавая области для формирования новых поколений звезд. Чем массивнее скопление, тем больше там материи для таких процессов.
Молодые звездные скопления массой более десяти тысяч солнечных масс принято называть сверхмассивными. Такие скопления часто встречаются в галактиках, переживающих вспышку звездообразования. В нашей Галактике их осталось менее 10. Все они находятся на расстоянии более восьми тысяч световых лет от Земли. Большие расстояния и высокая плотность очень ярких звезд мешают нам разглядеть менее массивные светила и тусклые структуры в их межзвездном пространстве. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» значительно расширил возможности наблюдений.
Скопление Westerlund 1, расположенное в 13,8 тысячи световых лет от нас, отличается богатым набором массивных звезд разных спектральных классов на разных этапах эволюции. В нем соседствуют 24 звезды Вольфа — Райе, несколько голубых и желтых сверхгигантов, четыре красных сверхгиганта, яркая голубая переменная и более сотни горячих, массивных голубых звезд спектральных классов O и B. У скопления Westerlund 1 нет аналогов в Млечном Пути.
Астрономы пока не сошлись в оценке возраста и массы скопления Westerlund 1. По ранним подсчетам, ему может быть около пяти миллионов лет, а масса может превышать сотни тысяч солнечных масс, что делает его самым массивным звездным скоплением Млечного Пути. По последним оценкам, его возраст — около 10 миллионов лет, и тогда его масса меньше. В любом случае оно поражает разнообразием массивных звезд.
На наблюдение за примечательным объектом выделили 23,6 часа работы космического телескопа «Джеймс Уэбб». В статье, выложенной в открытой доступ на сайте arXiv, астрономы представили новые результаты анализа полученных данных.
Больше всего ученых удивило обилие ярких и плотных туманностей в окрестностях центра скопления Westerlund 1. Яркие массивные звезды своей активностью часто «выдувают» материю из межзвездного пространства, оставляя «дыры». Это наблюдается даже в более молодых и менее массивных скоплениях.
Авторы исследования выделили несколько регионов особой «облачности» в Westerlund 1. «Восточные капли» вытянуты в сторону массивных светил в восточной группе звезд и в сторону центра скопления. В «западных облаках» таких «капель» значительно меньше, зато есть «столб», направленный к центру скопления.
Судя по искривлению «центральных облаков», они со всех сторон испытывают влияние массивных звезд. Также вокруг самых старых массивных звезд астрономы увидели сброшенные оболочки и истечение вещества.
Обилие туманностей в скоплении вызывает вопросы об их природе. По предположениям авторов публикации, это остатки молекулярного облака, из которого сформировалось скопление, выброшенное вещество массивных звезд или остатки сверхновых.
Маловероятно, что вещество молекулярного облака могло сохраниться сгустками в такой близости к центру скопления Westerlund 1. Впрочем, как отметили астрономы, «столб» длиной около 3,2 светового года в западной области выделяется на фоне остальных туманностей. Возможно, он действительно имеет прямую связь с молекулярным облаком.
Исследование скопления Westerlund 1 ведут в рамках программы EWOCS, направленной на изучение эволюции звезд и планет в областях с активным звездообразованием на примерах ближайших к Солнцу молодых массивных звездных скоплений Westerlund 1 и Westerlund 2. Целью новой порции наблюдений было получить достаточно точные данные, которые позволяют вычленить в скоплениях маломассивные звезды и даже коричневые карлики. Более подробные разборы всех особенностей и примечательных объектов скопления Westerlund 1 будут опубликованы в следующих статьях.
