Астрономия

В одном из крупнейших комплексов звездообразования Млечного Пути — гигантском молекулярном облаке Лебедь X (Cygnus X) — впервые зафиксировали так называемый «темный» молекулярный газ. Эта форма межзвездной материи, невидимая в оптическом и инфракрасном диапазонах, позволит больше узнать о процессах зарождения звезд в Галактике.

Расположенный на расстоянии 4900 световых лет от Земли регион Лебедь X наполнен звездами типа OB — горячими и массивными голубыми светилами, нитевидными структурами и пылевыми туманностями. Потоки звездного ветра и мощное ультрафиолетовое излучение звезд формируют сложный «рельеф» облаков, где вещество постоянно переходит из одной фазы в другую — от холодного атомарного газа к молекулярному (из которого рождаются новые светила).

Наблюдая Лебедь X с помощью 100-метрового радиотелескопа «Грин-Бэнк» на частоте от 274 до 399 мегагерц, международная группа астрономов под руководством Кимберли Эмиг (Kimberly L. Emig) из Национальной радиоастрономической обсерватории (США), зарегистрировала слабые радиосигналы — линии рекомбинации ионов углерода (С 273α). Они возникают, когда ионы углерода в холодном газе соединяются с электронами и испускают радиоволны. По сути, эти линии представляют собой своеобразный «рентген» для областей, недоступных для наблюдений в традиционных диапазонах.

По итогу ученые составили первую на сегодняшний день крупномасштабную карту «темного» молекулярного газа. Анализ показал, что радиоволны исходили из холодных областей с температурами от минус 253 до минус 173 градусов Цельсия, расположенных на периферии облаков. Эти зоны образовывали сложные структуры — дуги, гряды и волокна протяженностью от 20 до 30 световых лет. Результаты научной работы опубликованы в The Astrophysical Journal.

Более того, интенсивность линии рекомбинации углерода коррелировала с излучением на длине волны восемь микрометров, где светятся полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — одни из наиболее распространенных и сложных органических молекул во Вселенной. Это, вероятно, происходит под воздействием мощного ультрафиолетового излучения молодых светил, которое разрушает молекулы и стимулирует свечение «темного» газа.

Сравнение скоростей движения различных слоев показало, что «темный» газ движется с небольшим смещением относительно обычного молекулярного газа — со скоростью около трех километров в секунду, что указывает на турбулентные процессы и взаимодействие с ударными волнами от вспышек сверхновых и звездных ветров. Переход атомарного водорода в молекулярную форму в таких условиях занимает всего 2,6 миллиона лет — то есть на порядок быстрее, чем считалось ранее.

Авторы статьи отметили, что примененный ими метод позволяет напрямую наблюдать холодные и частично ионизованные слои газа, скрытые от телескопов в оптическом и инфракрасном диапазонах. Дальнейшие наблюдения позволят проследить, как именно из «темного» газа формируются колыбели новых светил — молекулярные облака.