Международная группа астрономов провела детальное картирование центральной области Млечного Пути с помощью радиоинтерферометра ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Целью работы стало выяснение причин низкой скорости звездообразования в регионе с высокой концентрацией газа и пыли. Обзор охватил почти весь центральный участок галактики протяжённостью около 650 световых лет и получил название ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey (ACES).
Наблюдения были сосредоточены на области вокруг сверхмассивной чёрной дыры Sagittarius A*. Этот регион содержит десятки миллионов солнечных масс плотного вещества и характеризуется повышенной температурой и сильной турбулентностью. По стандартным моделям, такие условия должны обеспечивать устойчивое образование новых звёзд, однако фактическая скорость этого процесса примерно в десять раз ниже прогнозируемой.
Для получения данных команда использовала режим мозаичного сканирования, объединив тысячи отдельных наблюдений в единую карту. Это позволило совместить высокое угловое разрешение с большим пространственным охватом. В результате были выявлены структуры размером до отдельных плотных сгустков, потенциально способных к гравитационному коллапсу, при одновременном сохранении информации о крупномасштабных потоках газа.
Дополнительно были измерены спектральные линии более чем 70 молекул, включая оксид кремния, метанол и ацетон. Эти соединения чувствительны к различным физическим условиям и используются для диагностики плотности, температуры и наличия ударных волн. Сопоставление их распределения позволило проследить зоны сжатия газа, области воздействия излучения и последствия энергетических выбросов массивных звёзд.
По словам астронома Эшли Барнс (Ashley Barnes) из Европейской южной обсерватории (European Southern Observatory, ESO), новые данные впервые дают целостное представление о структуре Центральной молекулярной зоны без потери деталей. Предыдущие обзоры либо охватывали большие площади с низким разрешением, либо фокусировались на отдельных облаках, не позволяя анализировать взаимосвязь процессов.
Полученные наблюдения были сопоставлены с численными моделями, описывающими движение газа вдоль галактической перемычки (бара), формирование пылевых облаков и их взаимодействие с излучением и вспышками сверхновых. Модели преобразовывались в синтетические карты и напрямую сравнивались с результатами обзора, что позволило проверить различные сценарии эволюции вещества в ядре галактики.
Руководитель проекта Стив Лонгмор (Steve Longmore) из Ливерпульского университета имени Джона Мура (Liverpool John Moores University) отметил, что в Центральной молекулярной зоне формируются одни из самых массивных звёзд в Млечном Пути, часть которых заканчивает эволюцию гиперновыми — взрывами с энергией, превышающей типичную сверхновую более чем в 10 раз. Эти процессы существенно влияют на динамику газа и могут подавлять последующее звездообразование.
Авторы планируют использовать полный набор данных для анализа того, в каких точках газового потока происходит запуск или подавление коллапса, и как соотносятся гравитация, турбулентность и энергетическая обратная связь. Согласно их оценке, условия в центре Млечного Пути близки к средам ранней Вселенной, что делает полученные результаты значимыми для изучения эволюции галактик в целом.