Газовий котел космічного масштабу: “Джеймс Вебб” розкриває таємниці народження зірок

Космічний телескоп «Джеймс Вебб» (JWST) зазирнув у бурхливий “котел” космічного газу та пилу, де народжуються нові зірки. Нове захоплююче зображення регіону зореутворення LHA 120-N 159, відомого як N159, розташованого на відстані 161 000 світлових років у Великій Магеллановій Хмарі, демонструє складні процеси формування зірок у незбагненних масштабах.

Зіркове дитинство в космічній колисці

N159 – це область H II, що означає простір, заповнений іонізованим воднем. Саме тут, у велетенських хмарах холодного газу, під дією гравітації зароджуються нові зірки. Багато з них виявляються надзвичайно масивними та гарячими. Їх потужне ультрафіолетове випромінювання іонізує навколишній газ, перетворюючи ці регіони на яскраві емісійні туманності, подібні до тієї, що ми бачимо на зображенні. Люта зоряна вітерка від цих молодих зірок формують щільні гребені та видовбують порожнини в газі, які телескоп «Джеймс Вебб» зафіксував з вражаючою деталізацією за допомогою своєї ближньої інфрачервоної камери (NIRCam).

Вируюча суміш зореутворення в N159 оточена густими, димчастими помаранчевими хмарами, що також вкривають центр зображення. Світло-помаранчевий колір свідчить про випромінювання поліциклічних ароматичних вуглеводнів – важливих вуглецевих молекул. Плями блідо-блакитного газу – це хмари іонізованого водню (H II), що випромінюють світло під дією інтенсивного ультрафіолетового випромінювання від масивних зірок. Темно-червоні нитки, що перетинають центр зображення, особливо помітні над синьою областю праворуч, складаються з холодного молекулярного водню. Це найщільніші частини туманності, які наразі захищають нові зірки від жорсткого випромінювання та зоряного вітру. При збільшенні можна побачити зірки як точки світла, вбудовані в ці нитки та в невеликі стовпи помаранчевого газу, що виступають у блакитні бульбашки. Згодом ці структури розтануть, залишаючи за собою сформовані зірки.

Унікальна лабораторія для вивчення раннього Всесвіту

Велику Магелланову Хмару, де розташована N159, часто називають “лабораторією” для вивчення зореутворення. Наявність тут великої кількості областей H II, таких як N159 (і більші N79 та знаменита Тарантула), зручна для досліджень. Ці регіони відрізняються від тих, що існують у нашій Галактиці, зокрема, через нижчий вміст елементів, важчих за водень та гелій (так званих “металів”). Це дає вченим можливість вивчати області H II в умовах, більш схожих на ті, що існували у ранньому Всесвіті, допомагаючи краще зрозуміти процеси формування зірок того періоду.

N159, якій менше трьох мільйонів років, є однією з наймолодших областей зореутворення у Великій Магеллановій Хмарі, що містить тисячі зірок на ранніх стадіях формування. Завдяки космічному телескопу «Хаббл» у 1999 році вперше було детально досліджено яскраве світло в лівій частині зображення – так звану Небулу Папіллон, надзвичайно компактну хмару іонізованого водню, яка, ймовірно, пов’язана з формуванням масивних зірок. Телескоп «Джеймс Вебб» взяв естафету, досліджуючи N159 в рамках програми, що мала на меті вивчити та порівняти зірки на різних етапах їх еволюції. Нові дані дозволили виявити надзвичайно тьмяні зірки, маса яких менша однієї десятої маси Сонця, та відрізнити великі, гарячі, повністю сформовані зірки від молодих зоряних об’єктів, все ще загорнутих у хмари, де вони народилися. Результати показали, що західна частина N159 містить більше молодих зоряних об’єктів, сконцентрованих на меншій площі, що свідчить про її більш ранню стадію колапсу.