Телескоп ALMA проводит беспрецедентный обзор близлежащих дисковых галактик - 74 к настоящему времени, охватывая в общей сложности за 750 часов наблюдения 30 000 звездных питомников. Астрономы начинают обнаруживать сложные и до сих пор плохо понятые отношения между звездообразующими облаками и их родительскими галактиками.
Галактики имеют разные формы и размеры. Однако некоторые из наиболее значительных различий между галактиками связаны с тем, где и как они создают новые звезды. Убедительные исследования, объясняющие эти различия, до сих пор были проведены, но скоро все может изменится.
Огромный новый исследовательский проект ALMA, известный как PHANGS-ALMA (Физика с высоким угловым разрешением в близлежащих галактиках), углубляется в этот вопрос с большей силой и точностью, чем когда-либо прежде, измеряя демографию и характеристики 30 000 отдельных звездных питомников, разбросанных по 74 галактикам.
PHANGS-ALMA, проводимая в настоящее время исследовательская кампания, уже накопила 750 часов наблюдений и позволила астрономам гораздо лучше понять, как меняется цикл звездообразования, в зависимости от размера, возраста и внутренней динамики каждой галактики в отдельности.
В течение десятилетий астрономы предполагали, что существуют принципиальные различия в том, как дисковые галактики разных размеров превращают водород в новые звезды. Некоторые астрономы считают, что большие и, как правило, более старые, галактики не так продуктивны в создании звезд, как их меньшие сестры. Наиболее логичным объяснением было бы то, что эти большие галактики имеют менее эффективные звездные питомники. Но проверить идею с наблюдением было сложно.
Впервые ALMA позволяет астрономам определить, как крупномасштабные свойства (размер, движение и т. п.) галактики влияют на цикл звездообразования в масштабе отдельных молекулярных облаков. Диаметр этих облаков составляет всего от нескольких десятков до нескольких сотен световых лет, что крайне мало в масштабе всей галактики, особенно при наблюдении с расстояния в миллионы световых лет.
Астрономы считают, что часть загадки звездообразования связана с межзвездной средой - вся материя и энергия заполняют пространство между звездами.
Астрономы понимают, что существует постоянная обратная связь в звездных питомниках и вокруг них. Внутри этих облаков плотный газ накапливается и образует звезды, которые сталкиваются с межзвездной средой.
В рамках этого исследования ALMA наблюдает молекулы углерода (CO) от всех относительно больших спиральных галактик, видимых в южном полушарии. Молекулы CO естественным образом излучают свет с миллиметровой длиной волны, которую ALMA может обнаружить. Они особенно эффективны в обнаружении расположения облаков звездообразования.
Сопутствующее исследование, PHANGS-MUSE, использует очень большой телескоп (VLT) для получения оптического изображения первых 19 галактик, наблюдаемых ALMA. MUSE - это спектроскоп, установленный на VLT (Multi-Unit Spectroscopic Explorer). Другой обзор, PHANGS-HST, использует космический телескоп Хаббл, чтобы исследовал 38 из этих галактик, чтобы найти их самые молодые звездные скопления. Эти три исследования вместе дают удивительно полную картину того, насколько хорошо галактики образуют звезды, исследуя холодный молекулярный газ, его движение, местоположение ионизированного газа (области, где звезды уже формируются) и галактику с полным населением звезд.
На сегодняшний день PHANGS-ALMA исследовала около 30 000 объектов, похожих на туманность Ориона в соседних галактиках. Ожидается, что в конечном итоге кампания охватит 300 000 звездообразующих регионов.