1529
Команда астрономів створила яскраве складене зображення Туманності Тарантул, яке об’єднує дані від кількох космічних телескопів NASA. Як повідомляє Newswise Science News, цей багатошаровий «космічний колаж» не лише вражає виглядом, а й показує, що гарячого, рентгенівськи випромінюючого газу в туманності значно менше, ніж теоретично очікували дослідники.
Туманність Тарантул, також відома як область 30 Doradus, розташована в Малій Магеллановій Хмарі — сусідній з Чумацьким Шляхом галактиці на відстані близько 160 000 світлових років. Це одна з найяскравіших та найбільших відомих областей зореутворення, де всередині «соти» зі газу та пилу заховані тисячі молодих зір.
Як побудували «космічний колаж»
Нове зображення складається з трьох основних шарів у різних діапазонах випромінювання. Синій шар — це рентгенівські дані від орбітальної обсерваторії Chandra, яка багаторазово спостерігала Туманність Тарантул протягом своєї місії. Вони показують газ, вибитий зоряними вітрами з поверхонь масивних молодих зір та нагрітий ударними хвилями до температур у мільйони градусів, подібно до ударних хвиль від надзвукових літаків.
Червоним кольором позначено інфрачервоні дані від космічного телескопа Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope). У цьому діапазоні виявлено тисячі молодих зір та масивні прошарки холодного пилу, з якого в майбутньому можуть утворитися нові зорі та планетні системи.
Зеленим шаром позначено оптичні спостереження космічного телескопа Габбла (Hubble Space Telescope). Вони розкривають водень, нагрітий до температур, вищих за ті, що фіксує Вебб, а також окремі зорі, які проглядають крізь газові та пилові структури туманності.
На складеному зображенні поєднано повні поля огляду Габбла та Вебба та велику ділянку рентгенівських даних Chandra, нещодавно описаних у науковій статті в журналі Astrophysical Journal. У деяких зонах видно лише синій рентгенівський шар, в інших він накладається на червоний інфрачервоний або зелений оптичний. У центральній частині всі три шари перекриваються, створюючи цілісну картину в червоних, жовтогарячих, жовтих, зелених і синіх тонах.
Загадка «приборканої» туманності
Раніше астрономи вивчали, скільки енергії виділяють зоряні вітри масивних молодих зір у Туманності Тарантул, і як це мало б нагрівати навколишній газ до рентгенівських температур. Очікувалося, що значна частина цієї енергії перетворюється на рентгенівське випромінювання.
Однак новий аналіз показав, що газу, який світиться в рентгенівському діапазоні, набагато менше, ніж передбачають моделі. Це поставило перед дослідниками питання: куди зникає енергія та що «приборкує» цю надпотужну область зореутворення?
Щоб розібратися, команда проаналізувала спільні дані Chandra, Габбла та Вебба, а також архівні спостереження від інфрачервоного телескопа Spitzer, який уже завершив роботу. Порівняння з комп’ютерними моделями привело астрономів до висновку, що Туманність Тарантул втрачає енергію одразу кількома шляхами.
Три канали втрати енергії
По-перше, за оцінками авторів, до половини гарячого газу взагалі не утримується всередині структур туманності, а просочується крізь «стіни» оболонок із газу та пилу й виходить назовні. Це зменшує кількість речовини, яка може світитися в рентгенівському діапазоні в межах самої туманності.
По-друге, біля меж цих оболонок відбувається перемішування: холодний газ у приповерхневих шарах взаємодіє з частиною гарячого газу. У результаті температура газу загалом знижується, і він слабше випромінює в рентгенівському діапазоні.
По-третє, порівняння зі змодельованими сценаріями вказує, що важливу роль відіграє теплопровідність. Це процес, коли тепло передається при безпосередньому контакті гарячої та холоднішої речовини, подібно до того, як розжарена конфорка нагріває дно сковорідки. У Туманності Тарантул гарячий газ передає тепло безпосередньо холоднішому газу в оболонках, особливо в найщільніших ділянках. При цьому самі гази не обов’язково перемішуються, але їхні температури вирівнюються.
Разом ці три механізми — витік гарячого газу, перемішування з холодним середовищем та теплопровідність — пояснюють, чому реальна кількість рентгенівського випромінювання суттєво менша за теоретичні очікування. Водночас саме завдяки цим процесам Туманність Тарантул набуває такого складного й барвистого вигляду на новому складеному зображенні.
Роботу очолила Дженніфер Родрігес (Jennifer Rodriguez) з Державного університету Огайо в Колумбусі. До авторського колективу також увійшли науковці з університетів у США та з Інституту космічного телескопа. Програмою обсерваторії Chandra керує Космічний центр імені Маршалла NASA, а наукові й льотні операції забезпечує Центр рентгенівської обсерваторії Chandra Смітсонівської астрофізичної обсерваторії.
Телескопи NASA розкрили, як Туманність Тарантул втрачає енергію з’явилася спочатку на Цікавості.
