Это новый снимок спиральной галактики с перемычкой NGC 1559, полученный телескопом Джеймса Уэбба агентств НАСА/ЕКА/ККА. Галактика имеет видимую центральную область с замысловатым узором на мощно закрученных спиральных рукавах. NGC 1559 находится примерно в 35 миллионах световых лет от нас в малоизученном южном созвездии Сетка.
Данные, представленные на этом портрете, получены двумя инструментами Уэбба: инструментом среднего инфракрасного диапазона (MIRI) и камерой ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam). Здесь MIRI захватывает свечение межзвездных пылинок, которые очерчивают межзвездную среду, топливо для будущего формирования звезд. NIRCam показывает свет от молодых звезд, скрытых за огромным количеством пыли. NIRCam также фиксирует излучение от ионизированных туманностей вокруг молодых звезд.
У NGC 1559 массивные спиральные рукава, богатые звездообразованием, и она удаляется от нас со скоростью около 1300 километров в секунду. Хотя кажется, что NGC 1559 находится рядом с одним из наших ближайших соседей на небе - Большим Магеллановым Облаком (БМО) - это лишь обман восприятия. На самом деле NGC 1559 является одиночкой, не входя ни в какие компании близлежащих галактик и не участвуя в скоплениях галактик.
Изображение: NASA, ESA, Hubble; Обработка: Эхсан Эбахимиан
Это обычная галактика, но мы видим ее с ребра. Многие галактики-диски на самом деле так же тонки, как NGC 5866, галактика "Веретено", изображенная здесь, но не наблюдаются с ребра с нашей точки зрения. Возможно, более знакомым примером галактики, видимой с ребра, является наш Млечный Путь. Обозначенная так же как M102, галактика "Веретено" показывает многочисленные и сложные пылевые полосы, которые видны темными и красными, в то время как многие яркие звезды в диске придают ей более синий оттенок. Синий диск молодых звезд виден на этом изображении Хаббла, выходящем за пределы пыли в чрезвычайно тонкой плоскости галактики. Есть свидетельства того, что галактика "Веретено" за последний миллиард лет или около того поглотила меньшие галактики, включая несколько потоков тусклых звезд, темную пыль, которая простирается вдали от основной плоскости галактики, и окружающую группу галактик (не показана). В целом, многие галактики-диски становятся тонкими, потому что газ, из которого они образуются, сталкивается сам с собой, вращаясь вокруг гравитационного центра. Галактика "Веретено" находится на расстоянии около 50 миллионов световых лет в направлении созвездия Дракон.
Картина или фотография? В этом небесном абстрактном искусстве, созданном кистью космического Микеланджело, чуть выше центра изображения сияет NGC 2170 - пылевая Туманность "Ангел" .
Отражая свет близких горячих звезд, NGC 2170 соединяется с другими голубоватыми отражающими туманностями, красной эмиссионной областью, множеством темных поглощающих туманностей и фоном цветных звезд. Как и обычные предметы домашнего обихода, которые художники часто выбирают в качестве своих объектов, облака газа, пыли и горячие звезды, представленные здесь, также повсеместно встречаются в подобной среде, - в массивном молекулярном облаке, формирующим звезды в созвездии Единорога.
Гигантское молекулярное облако Mon R2 находится удивительно близко, на расстоянии всего лишь около 2 400 световых лет. На таком расстоянии этот холст занимает немногим более 60 световых лет в поперечнике.
Длинный комковатый хвост из звезд как следствие взаимодействий галактик
Во время столкновений галактик рождаются новые поколения звезд, которые в противном случае могли бы никогда и не появиться. Сближения галактик вызывают гравитационное взаимодействие, которое вытягивает их пыль и газ в длинные потоки. Острое зрение космического телескопа Хаббл помогает увидеть скопления новорожденных звезд, расположенных вдоль этих приливных хвостов, которые формируются, когда узлы газа сжимаются под действием гравитации, создавая около миллиона новорожденных звезд в каждом скоплении. Эти "ожерелья из жемчуга", вероятно, более распространены в ранней Вселенной, когда галактики сталкивались чаще.
Можно было бы подумать, что столкновения галактик разрушают звезды. На самом деле, динамика столкновений запускает формирование новых поколений звезд и, предположительно, сопутствующих им планет.
Космический телескоп Хаббл наблюдал 12 взаимодействующих галактик, которые имеют длинные, похожие на головастиков приливные хвосты из газа, пыли и множества звезд. Исключительное зрение Хаббла и его чувствительность к ультрафиолетовому свету позволили обнаружить вдоль этих хвостов 425 скоплений новорожденных звезд, выглядящих как гирлянды праздничных огней. Каждое скопление содержит до миллиона голубых новорожденных звезд.
Скопления в приливных хвостах известны десятилетиями. Когда галактики взаимодействуют, гравитационные приливные силы вытягивают длинные потоки газа и пыли. Два популярных примера - галактики Антенны и Мыши с их длинными, узкими, похожими на пальцы выступами.
Команда астрономов использовала сочетание новых наблюдений и архивных данных, чтобы получить возраст и массу скоплений звезд в приливных хвостах. Они обнаружили, что эти скопления очень молоды — им всего 10 миллионов лет. И кажется, что они формируются с одинаковой скоростью вдоль хвостов, простирающихся на тысячи световых лет.
"Удивительно видеть так много молодых объектов в хвостах, что много говорит нам об эффективности формирования скоплений," сказал ведущий автор Майкл Родрук из Колледжа Рэндольф-Мейкон в Эшленде, Вирджиния. "С приливными хвостами рождаются новые поколения звезд, которые иначе могли бы и не существовать."
Хвосты выглядят так, как будто берут спиральный рукав галактики и растягивают его далеко в космос. Внешняя часть рукава вытягивается ириской вследствие гравитационного противостояния между парой взаимодействующих галактик.
Перед слияниями галактики были богаты пыльными облаками молекулярного водорода, которые, возможно, просто оставались неактивными. Но облака столкнулись и ударились друг о друга во время столкновения, что сжало водород до такой степени, чтобы спровоцировать вщрыв звездообразования.
Судьба этих растянутых звездных скоплений неопределенна. Они могут остаться гравитационно устойчивыми и превратиться в шаровые звездные скопления — подобные тем, которые вращаются вне плоскости нашей галактики Млечный Путь. Или они могут рассеяться, образуя гало из звезд вокруг своей хозяйской галактики, или быть выброшенными и стать блуждающими межгалактическими звездами.
Такое образование звезд в виде "нитка жемчуга" могло быть более распространенным в ранней Вселенной, когда галактики чаще сталкивались друг с другом. Наблюдаемые Хабблом близкие галактики являются моделями того, что происходило давным-давно, и, следовательно, представляют собой лаборатории для изучения далекого прошлого.
Космический телескоп Хаббл является проектом международного сотрудничества между НАСА и ЕКА. Управление телескопом осуществляется Центром космических полетов Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Научные операции Хаббла и Вебба проводит Институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд. STScI управляется для НАСА Ассоциацией университетов по астрономическим исследованиям в Вашингтоне, округ Колумбия.
В серии исследований группа астрономов пролила новый свет на увлекательный и сложный процесс формирования планет. Потрясающие изображения, полученные с помощью Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории (ESO's VLT) в Чили, представляют собой одно из крупнейших исследований дисков, формирующих планеты. Исследование объединяет наблюдения более чем 80 молодых звезд, вокруг которых могут формироваться планеты, предоставляя астрономам обширные данные и уникальные детали формирования планеты в различных регионах нашей галактики.
"Большое продвижение в нашей области исследований," говорит Кристиан Гински, лектор Университета Голуэя, Ирландия, и ведущий автор одной из трех новых статей, опубликованных сегодня в журнале Astronomy & Astrophysics. "Мы перешли от интенсивного изучения отдельных звездных систем к огромному обзору целых областей формирования звезд."
На сегодняшний день было обнаружено более 5000 планет, вращающихся вокруг других звезд - часто в системах, сильно отличающихся от нашей Солнечной системы. Чтобы понять, где и как возникает это разнообразие, астрономы наблюдают за богатыми пылью и газом дисками, окружающими молодые звезды, за самими колыбелями формирования планет. Эти диски лучше всего искать в огромных газовых облаках, где формируются сами звезды.
Новые изображения демонстрируют исключительное разнообразие дисков как для зрелых планетных систем, так и для систем, только формирующих планеты. "Некоторые из этих дисков показывают огромные спиральные рукава, вероятно, вызванные сложным танцем вращающихся планет," говорит Гински. "Другие показывают кольца и большие полости, "вырезанные" формирующимися планетами, в то время как остальные кажутся гладкими и почти дремлющими среди всей этой суматохи активности," добавляет Антонио Гаруфи, астроном Астрофизической обсерватории Арчетри, Итальянский Национальный Институт Астрофизики (INAF), и ведущий автор одной из статей.
Команда изучила в общей сложности 86 звезд в трех различных областях формирования звезд нашей Галактики: Тельца и Хамелеона I, находящихся на расстоянии около 600 световых лет от Земли, и Ориона - богатого газом облака, находящегося примерно в 1600 световых годах от нас, - места рождения нескольких звезд, масса которых превышает массу Солнца. Наблюдения были собраны большой международной командой, в которую входили ученые из более чем 10 стран.
Команда смогла получить несколько ключевых выводов из этого набора данных. Например, в Орионе они обнаружили, что звезды, находящиеся в группах из двух или более компонентов, имеют меньшую вероятность иметь большие диски, формирующие планеты. Это значительный результат, учитывая, что в отличие от нашего Солнца, большинство звезд в нашей галактике имеют спутники. Кроме того, неравномерный внешний вид дисков в этом регионе предполагает возможность наличия в них массивных планет, которые могут вызывать искривление и смещение дисков.
Хотя диски, формирующие планеты, могут простираться на расстояния в сотни раз больше, чем расстояние между Землей и Солнцем, их расположение на расстоянии в несколько сотен световых лет от нас заставляет их казаться крошечными точками в ночном небе. Для наблюдения за дисками команда использовала передовой инструмент Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE), установленный на VLT ESO. Система экстремальной адаптивной оптики SPHERE корректирует турбулентные эффекты атмосферы Земли, обеспечивая четкие изображения дисков. Это позволило команде получить изображения дисков вокруг звезд с массой до половины массы Солнца, которые обычно слишком тусклы для большинства современных инструментов. Дополнительные данные для исследования были получены с помощью инструмента X-shooter VLT, который позволил астрономам определить, насколько молоды и массивны звезды. С другой стороны, Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Атакама (ALMA), в котором ESO является партнером, помог команде установить количество пыли, окружающей некоторые из звезд.
По мере развития технологий команда надеется еще глубже проникнуть в сердце систем, формирующих планеты. Например, большое 39-метровое зеркало будущего СверхБольшого Телескопа (ELT) ESO позволит команде изучать самые ближайшие области вокруг молодых звезд, где могут формироваться каменистые планеты, подобные нашей.
На данный момент эти впечатляющие изображения предоставляют исследователям кладезь данных, помогающих разгадать тайны формирования планет. "Почти поэтично, что процессы, отмечающие начало пути к формированию планет и, в конечном итоге, жизни в нашей собственной Солнечной системе, настолько прекрасны," заключает Пер-Гуннар Валегорд, аспирант Университета Амстердама, Нидерланды, который руководил исследованием Ориона. Валегорд, который также работает учителем в Международной школе Хилверсума в Нидерландах, надеется, что изображения вдохновят его учеников стать учеными в будущем.
Диски, в которых формируются планеты, вокруг молодых звезд и их расположение в богатом газом облаке Тельца, примерно в 600 световых годах от Земли. Потрясающие изображения дисков были получены с помощью инструмента Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE), установленного на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO. Всего команда наблюдала 43 звезды в области Тельца, все они изображены здесь (хотя диски, в которых формируются планеты, были обнаружены только у 39 из этих объектов). Фоновое изображение показывает инфракрасный вид Тельца, полученный Инфракрасным Астрономическим Спутником.
Credit: ESO/A. Garufi et al.; R. Dong et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Этот композитный снимок показывает диск MWC 758, в котором формируются планеты, расположенный примерно в 500 световых годах от нас в области Тельца, сделанный с помощью двух различных обсерваторий.
Желтый цвет представляет собой инфракрасные наблюдения, полученные при помощи инструмента Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO. Синие области, в свою очередь, соответствуют наблюдениям, выполненным с помощью Большого Атакамского миллиметрового/субмиллиметрового массива (ALMA), в котором ESO является партнером.
Упомянутые обсерватории позволяют астрономам картографировать распределение пыли вокруг этой и других звезд различными, но дополняющими друг друга способами. SPHERE захватывает свет от хозяйской звезды, рассеянный пылью вокруг нее, в то время как ALMA регистрирует излучение, непосредственно испускаемое самой пылью. Совмещение этих наблюдений помогает астрономам понять, как могут формироваться планеты в пыльных дисках вокруг молодых звезд.
Вглядываясь в глубины пространства и времени, две команды, использующие космический телескоп NASA/ESA/CSA Джеймса Уэбба, изучили исключительно яркую галактику GN-z11, которая существовала, когда нашей Вселенной, возрастом в 13,8 миллиарда лет, было всего около 430 миллионов лет.
Воплощая свое обещание трансформировать наше понимание ранней Вселенной, космический телескоп Джеймса Уэбба исследует галактики у самого рассвета времен. Одной из таких галактик является исключительно яркая галактика GN-z11, которая существовала, когда возраст Вселенной составлял всего лишь небольшую долю ее нынешнего возраста. Впервые обнаруженная с помощью космического телескопа NASA/ESA Хаббла, она является одной из самых молодых, самых далеких и самых загадочных наблюдаемых галактик. Почему она так ярка? Похоже, Уэбб нашел ответ.
Команда, изучавшая GN-z11 с помощью Уэбба, нашла первые четкие доказательства того, что галактика содержит центральную сверхмассивную черную дыру, которая быстро накапливает материю. Эта находка делает ее самой далекой активной сверхмассивной черной дырой, обнаруженной на сегодняшний день.
"Мы нашли чрезвычайно плотный газ, который обычно встречается вблизи сверхмассивных черных дыр, накапливающих газ," объяснил руководитель исследования Роберто Майолино из Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли при Университете Кембриджа в Великобритании. "Это были первые явные признаки того, что GN-z11 содержит черную дыру, которая поглощает материю."
Используя Уэбба, команда также обнаружила знаки ионизированных химических элементов, которые обычно наблюдаются рядом со сверхмассивными черными дырами с аккрецией. Кроме того, они обнаружили, что галактика извергает очень мощный ветер. Такие высокоскоростные ветра обычно вызваны процессами, связанными с интенсивно аккрецирующими сверхмассивными черными дырами.
"Камера ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam) показала расширенный компонент, указывающий на саму галактику и ее центральный компактный источник, цвета которого соответствуют цветам аккреционного диска черной дыры," сказала исследователь Ханна Ублер, также из Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли.
Вместе эти данные показывают, что GN-z11 содержит сверхмассивную черную дыру массой в два миллиона солнечных масс в очень активной фазе поглощения материи, что и объясняет ее яркость.
Credit:
NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
Вторая группа, также возглавляемая Майолино, использовала спектрограф ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRSpec) для обнаружения газового комка гелия в гало, окружающем GN-z11.
"Тот факт, что мы не видим ничего, кроме гелия, предполагает, что этот комок должен быть первичным," сказал Майолино. "Это то, что предсказывалось теорией и моделированием в окрестностях особенно массивных галактик из этих эпох — что в гало должны выживать карманы первозданного газа, и они могут сжиматься, формируя звездные скопления III Населения."
Нахождение до сих пор не обнаруженных звезд III Населения — первого поколения звезд, образованных почти полностью из водорода и гелия — является одной из самых важных целей современной астрофизики. Ожидается, что эти звезды будут очень массивными, очень яркими и очень горячими. Их отличительной чертой будет наличие ионизированного гелия и отсутствие химических элементов тяжелее гелия.
Формирование первых звезд и галактик ознаменовало фундаментальный сдвиг в космической истории, в ходе которой Вселенная эволюционировала от темного и относительно простого состояния к высоко организованной и сложной среде, которую мы видим сегодня.
Credit:
NASA, ESA, CSA, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), M. Rieke (University of Arizona), D. Eisenstein (CfA)
В будущих наблюдениях Уэбба Майолино, Ублер и их команда изучат GN-z11 более глубоко и надеются укрепить аргументацию в пользу звезд III Населения, которые могут формироваться в ее гало.
Исследование первозданного газового комка в гало GN-z11 было принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics. Результаты исследования черной дыры GN-z11 были опубликованы в журнале Nature 17 января 2024 года. Данные были получены в рамках продвинутого глубокого внегалактического обзора JWST (JADES), совместного проекта команд NIRCam и NIRSpec.
Исследователи обнаружили водяной пар в диске молодой звезды именно там, где могут формироваться планеты. Вода является ключевым компонентом для жизни на Земле и, как считается, играет значительную роль в формировании планет. Однако до сих пор мы никогда не могли отследить, как распределяется вода в стабильном холодном диске, который предлагает наиболее благоприятные условия для формирования планет вокруг звезд. Новые результаты получены на Большом Атакамском миллиметровом/субмиллиметровом массиве (ALMA) - совместном проекте, в котором Европейская южная обсерватория (ESO) является партнером.
"Я никогда не мог представить, что мы сможем зафиксировать изображение океанов водяного пара в том же регионе, где, вероятно, формируется планета," говорит Стефано Факкини, астроном из Университета Милана, Италия, который возглавил исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Astronomy. Наблюдения показывают, что во внутреннем диске молодой звезды, похожей на Солнце, HL Tauri, расположенной в 450 световых годах от Земли в созвездии Тельца, содержится как минимум в три раза больше воды, чем во всех океанах Земли.
"Замечательно, что мы можем не только обнаружить, но и получить детальные изображения и пространственно разрешить водяной пар на расстоянии в 450 световых лет от нас," добавляет соавтор Леонардо Тести, астроном из Университета Болоньи, Италия. "Пространственно разрешенные" наблюдения с помощью ALMA позволяют астрономам определить распределение воды в различных регионах диска. "Участие в таком важном открытии в диске HL Tauri было за пределами того, чего я когда-либо ожидал от своего первого исследовательского опыта в астрономии," добавляет Матье Вандер Донкт из Университета Льежа, Бельгия, который был магистрантом, когда принимал участие в исследовании.
Наблюдение за водой в других системах с помощью наземного телескопа - непростая задача, поскольку наличие водяного пара в атмосфере Земли ухудшает полезный сигнал. ALMA, управляемая ESO совместно с международными партнерами, представляет собой массив телескопов в чилийской пустыне Атакама на высоте около 5000 метров, построенный на сухом высокогорье специально для уменьшения этого эффекта, обеспечивая исключительные условия для наблюдений. "На сегодняшний день ALMA - единственная установка, способная пространственно разрешить воду в холодном диске, где формируются планеты", говорит соавтор Воутер Влеммингс, профессор Технологического университета Чалмерса в Швеции [1].
"Это действительно захватывающе - непосредственно видеть на картинке, как молекулы воды высвобождаются из ледяных пылевых частиц", говорит Элизабет Хамфрис, астроном из ESO, также участвовавшая в исследовании. Пылевые зерна, составляющие диск, являются семенами формирования планет, сталкивающимися и слипающимися во все более крупные тела, вращающиеся вокруг звезды. Астрономы считают, что там, где достаточно холодно для замерзания воды на пылевых частицах, вещи склеиваются более эффективно - идеальное место для формирования планет. "Наши результаты показывают, как наличие воды может влиять на развитие планетной системы, как это произошло около 4,5 миллиардов лет назад в нашей собственной Солнечной системе", добавляет Факкини.
С улучшениями, происходящими в ALMA, и вводом в эксплуатацию СверхБольшого Телескопа (ELT) ESO в течение десятилетия, станут яснее формирование планет и роль, которую играет вода в этом процессе. В частности, METIS, камера среднего инфракрасного диапазона и спектрограф ELT, предоставит астрономам возможность изучать внутренние регионы дисков, где формируются подобные Земле планеты.
TV
Наши ролики > 
Небесные Хроники
Минутка астрофизики
Светопись
Про Вселенную
3I/ATLAS
Внегалактический Вестник
Мессье и его звери
Интервью
Обсерватории
Звёздный Аттрактор
Дневник Зейна
Академия
32я База. Наследие
Прекрасная Вселенная Чандры
Goddard
JPL
JWST
ESOCast
Hubblecast
Скрытая Вселенная Спитцера
Космология
Экзопланеты
Звезды
Розетта
Космос - детям
DVD > 
Читаем Бредбери
Меркурий
Венера
Луна
Марс
Астероиды
Юпитер
Сатурн
Уран
Нептун
Плутон
Кометы
3I/ATLAS
Звезды
Красные карлики
Коричневые карлики
Экзопланеты
Планетарные туманности
Белые карлики
Нейтронные звезды
Пульсары
Млечный Путь
Черные дыры
Сверхновые
Квазары
Гравитационные линзы
Гравитационные волны
Темная материя
eROSITA
Хаббл
Чандра
Ферми
TESS
Роман
GAIA
Спитцер
Кеплер
WISE
Планк
Свифт
Новые Горизонты
VISTA
VLT
LSST
ELT
Кек
CFHT
ESO
ЕSA
NASA
JPL
Мракобесие
Итэн Зигель
Фил Плейт
Сообщения
