Галактика Скульптор с мощным звездообразованием находится от нас на очень удачном расстоянии: можно изучать ее как единую систему, а можно разглядывать особенности внутренних структур. С помощью телескопа VLT астрономы собрали самый детализированный снимок этой галактики и объяснили расхождения в оценках расстояния до нее.
Галактики — очень сложные системы. Их эволюция как единого целого сильно зависит от того, что происходит на уровне звезд. При этом исследовать объект одновременно в настолько различающихся масштабах непросто, требуются совершенно разные инструменты. Так, галактика Скульптор (NGC 253) расположена к нам достаточно близко, чтобы мы могли увидеть ее структуру, но при этом занимает на небе так много места, что не «влезает» в «объектив». Поэтому долгое время специалисты предпочитали фокусировать приборы на небольших структурах вблизи ее центра. Эту проблему решили авторы новой научной работы.
С помощью спектрографа MUSE, установленного на обзорном телескопе VLT, исследователи составили самый детализированный снимок галактики Скульптор. Наблюдения вели суммарно более 50 часов. Чтобы получить итоговую «карту», ученые «сшили» более 100 отдельных снимков разных областей NGC 253 в разных диапазонах волн.
«Мы можем приблизиться и изучать отдельные области, где формируются звезды, почти в масштабе отдельных звезд, и можем отдалиться и изучать галактику целиком», — объяснила соавтор работы Кэтрин Крекель из Гейдельбергского университета (Германия).
Наблюдения во множестве диапазонов необходимы, чтобы увидеть все составляющие галактики. Звезды, газ и пыль излучают на разных длинах волны, большинство из которых мы не видим. Искусственно «раскрашивая» такие «карты» излучения и накладывая их друг на друга, ученые получают многоцветную иллюстрацию внутренних структур галактики. Чем больше цветов, тем больше деталей отражено на снимке.
В случае галактики Скульптор наблюдения в разных диапазонах волн особенно важны из-за мощной вспышки звездообразования. Плотные молекулярные облака закрывают собой «жизнь» объекта. Скорость формирования новых светил, по некоторым оценкам, достигает 6,5 солнечной массы в год. Для сравнения: в Млечном Пути это значение не превышает двух солнечных масс в год.
Новый снимок — «карта» галактики Скульптор позволяет заглянуть внутрь «звездных яслей» в масштабе всего ее диска. Что очень важно, ведь это ближайшая к Млечному Пути массивная галактика со вспышкой звездообразования.
Новая «карта» уже доказала свою пользу на практике. Анализируя данные MUSE, исследователи выявили в галактике 571 планетарную туманность. По словам одного из соавторов новой работы, обычно в галактиках за пределами нашей Местной группы удается засечь не более 100 таких объектов. Планетарные туманности — скопления газа и пыли, сброшенные «умирающими» солнцеподобными звездами. Они важны для эволюции галактики, потому что так межзвездное пространство обогащается более тяжелыми элементами.
Планетарные туманности галактики Скульптор давно интересовали астрономов и по другой причине: они «мешали» определению расстояния до объекта. Расчет по туманностям — один из самых популярных методов оценки расстояния, но в случае NGC 253 результаты слишком сильно расходились с другими оценками.
Как показали авторы новой статьи, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, обилие пыли и ее распределение в галактике делает такой расчет ненадежным. Это нужно учитывать при применении метода в дальнейшем. Тем не менее, по обновленной оценке исследователей, с учетом всех факторов расстояние до NGC 253 — 13,37 миллиона световых лет (4,1 мегапарсека), на 17% больше, чем принято считать.
Новая «карта» пригодится для более глубоких исследований NGC 253. Например, для изучения того, как газ перемещается потоками по диску, меняет свой состав и влияет на формирование новых звезд. Именно такие небольшие процессы приводят к масштабным изменениям в галактиках.