Астрономы нашли способ построить карту звездных «яслей» в галактике Водоворот

Чтобы оценить общее распределение молекул в том или ином регионе космоса, ученые часто используют показатель наличия CO. К сожалению, как показали исследования, он не подходит для поиска плотных областей звездообразования.

Вместо него астрономы начали искать синильную кислоту (HCN), но и тут возникли сомнения в ее эффективности как индикатора плотных газовых облаков. Следом выбор пал на N₂H+, которое удалось засечь в нескольких молекулярных облаках Млечного Пути.

Дело в том, что в присутствии CO соединение N₂H+ распадается, но места звездообразования, как правило, самые холодные в космосе. В таких условиях оксид углерода замерзает, а вот N₂H+ продолжает оставаться в исходной форме. И все же из-за плотности этих облаков его излучение чрезвычайно слабо — слабее синильной кислоты, поэтому поиск N₂H+ за пределами нашей Галактики ограничивается небольшими областями отдельных галактик.

Тем примечательнее новая работа, в которой астрономам из Института астрономии Макса Планка и Боннского университета (Германия) удалось построить карту распределения N₂H+ во всей центральной области галактики Водоворот. Данные собирали с помощью радиотелескопа NOEMA. Результаты опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Галактика Водоворот, или M51 — массивная спиральная галактика, расположенная в 8,52 мегапарсека от нас (27,8 миллиона световых лет). Для сравнения: Андромеда находится в 0,778 мегапарсека.

Авторы нового исследования сравнили соотношение N₂H+, HCN и CO в разных областях Водоворота. В спиральных рукавах интенсивность излучения N₂H+ и синильной кислоты усиливается и растет одновременно, то есть оба параметра — хорошие индикаторы плотности газа в таких областях, чего не скажешь о центральном регионе галактики.

В центральной области яркость HCN заметно расходится с N₂H+, то есть какие-то процессы там влияют на HCN, но не затрагивают N₂H+. Ученые предположили, что причиной может быть близость к активному галактическому ядру галактики.

Получается, N₂H+ действительно лучший индикатор наличия плотных облаков газа, в которых обычно протекает звездообразование. К сожалению, как показала новая работа, излучение N₂H+ в среднем в пять раз слабее излучения синильной кислоты и примерно в 80 слабее излучения CO. Значит, для создания таких карт N₂H+ требуется значительно более продолжительные наблюдения.

«Спектральные линии разных молекул позволяют нам сделать точные выводы о физических свойствах газа, например о его плотности. Это, в свою очередь, дает возможность детально исследовать, какие условия межзвездного пространства способствуют звездообразованию внутри галактик. У нас впервые есть возможность исследовать таким образом большие области галактик, причем с более высоким разрешением, чем когда-либо, — до такой степени, что мы можем разглядеть отдельные регионы звездообразования», — прокомментировал исследование один из руководителей программы профессор Франк Бигиэль (Frank Bigiel).