Учёные создали наиболее точную трёхмерную карту областей звездообразования в нашей галактике, используя данные космического телескопа Gaia Европейского космического агентства. Эта карта позволит глубже понять эти труднодоступные для наблюдения области и роль горячих молодых звёзд в их формировании.
Картирование и изучение областей звездообразования крайне затруднено из-за того, что они обычно скрыты от наблюдения плотными облаками газа и пыли, расстояние до которых невозможно измерить напрямую. Gaia не может напрямую наблюдать эти облака, но он может измерять положение звёзд и «поглощение» света звёзд пылью, что позволяет определить, сколько света от звёзд заблокировано пылью. На основе этих данных учёные создали трёхмерные карты, показывающие расположение пыли, и использовали их для определения количества ионизированного водорода – характерного признака звездообразования.
Новая трёхмерная карта основана на наблюдениях Gaia за 44 миллионами «обычных» звёзд и 87 звёздами типа O. Карта охватывает область в радиусе 4000 световых лет от Солнца, которое находится в её центре. Звёзды типа O – редкие, молодые, массивные, чрезвычайно яркие и горячие звёзды. Они ярко светят в ультрафиолетовом диапазоне. Их излучение настолько энергично, что, сталкиваясь с атомами водорода, отрывает от них электроны, ионизируя водородный газ. Это позволяет астрономам идентифицировать области звездообразования.
Многие телескопы наблюдали эти области, поэтому существует хорошее представление о том, как они выглядят с нашей точки зрения. Однако до сих пор не было точного представления об их трёхмерной структуре.
Благодаря Gaia, удалось получить точное представление о том, как выглядел бы наш участок Млечного Пути, если бы на него смотреть сверху, — поясняет Льюис Маккаллум, астроном из Университета Сент-Эндрюса (Великобритания) и ведущий автор двух научных статей, описывающих новую трёхмерную модель. «До сих пор не существовало модели распределения ионизированного газа в окрестностях Солнца, которая бы так хорошо соответствовала наблюдениям других телескопов. Поэтому мы уверены, что наше "вид сверху" и видеоролики с "пролётом" являются хорошим приближением того, как эти облака выглядели бы в 3D».
Новая карта включает трёхмерные изображения туманности Гама, Туманности Северная Америка, Калифорнийской туманности и суперпузыря Орион-Эридан. Она позволяет «пролететь» сквозь и над этими областями, содержащими звёздные ясли.
На карте видно, как излучение массивных звёзд типа O ионизирует окружающую межзвёздную среду, а также как пыль и газ взаимодействуют с этим излучением. «Трёхмерная модель даёт детальное представление о процессах, формирующих локальную галактическую среду, и помогает астрономам понять взаимодействие между тёплыми и холодными компонентами локальной Вселенной», — объяснила Саша Зигерс, научный сотрудник ЕКА и эксперт по межзвёздной пыли.
В будущем карта будет охватывать ещё большую область Млечного Пути. «Для создания карты с высоким разрешением в радиусе всего 4000 световых лет от Солнца потребовались огромные вычислительные мощности. Мы надеемся, что карта будет расширена после того, как Gaia опубликует новый набор данных», — говорит Льюис Маккаллум.
Измерения расстояний до близлежащих горячих звёзд, полученные Gaia, и трёхмерные карты пыли, полученные на основе данных Gaia путём измерения поглощения и положения миллионов обычных звёзд, являются ключевыми компонентами этой новой карты. Четвёртый выпуск данных Gaia будет содержать данные лучшего качества и в большем объёме, что позволит ещё больше продвинуть знания об областях звездообразования.