Народження зірок – процес брудний та хаотичний. Пил, водневий газ та гравітація об’єднуються в єдине ціле. Ядро нагрівається, колапсує, і раптово запускається термоядерний реактор. Однак нам до кінця неясно, що відбувається безпосередньо після цього моменту — відразу після того, як зірка emerges зі своєї батьківської хмарної оболонки.
Саме цю таємницю допомагають розгадати нові зображення галактики Вир, відомої також як M51. Вони дозволяють астрономам наблизитися до істини.
Це результат синтезу даних: інформація від космічного телескопа “Джеймс Вебб” (JWST) поєднана з даними старішого телескопа “Хаббл”. Результат демонструє чітку закономірність: великі зоряні скупчення залишають свої народжені газові хмари значно швидше, ніж дрібні групи.
Це відкриття — лише одна частина статті, опублікованої 6 травня в журналі Nature Astronomy, яка розкриває, як саме галактики формують себе з часом.
Механізм виглядає так. Зірки починають народжуватися. Потім вони починають впливати на оточення. Спалахують сильні зоряні вітри, область затоплюється жорстким ультрафіолетовим випромінюванням, наднові розкидають речовину на всі боки. Цей процес називається зірковим зворотним зв’язком (stellar feedback). По суті, новонароджені зірки «розчищають кімнату», тим самим обмежуючи кількість тих, хто може там сформуватися.
Зверніть увагу на кольори. Червоно-жовтогарячі нитки простяглися по всьому полю. Блакитні бульбашки світяться зсередини. Що означають білі точки? Це зірки, що проступають крізь щілини у газових хмарах. JWST реєструє інфрачервоне випромінювання, що дало йому змогу побачити зірки, приховані за пилом, які звичайні телескопи повністю пропустили.
Коли всі ці дослідження об’єднуються, проявляється чітка картина.
Великі зіркові групи розсіювали свої газові хмари приблизно за 5 мільйонів років. Дрібні групи витрачали на це 7-8 мільйонів років. Ця різниця колосальна.
Подумайте про ранній Всесвіт. Після Великого вибуху вона охолола, електрони та протоони об’єдналися у нейтральні атоми. Потім щось знову розірвало цю нейтральність під час епохи реіонізації. Це сталося приблизно за 500 мільйонів – 1 мільярд років після початку. Що спричинило цей сплеск енергії?
Чи були це самі потужні зоряні скупчення?
Даніела Кальцетті (Daniela Calzetti), співавтор дослідження з Університету Массачусетса в Амхерсті, не залишає місця для домислів.
“Це мало бути формування потужних зоряних скупчень”, – заявила вона.
Якщо найбільші скупчення здатні пробитися крізь свої батьківські хмари всього за 5 мільйонів років, вони мали більш ніж достатньо часу. Достатньо часу, щоб випромінювати фотони, необхідні для реіонізації космосу. Математика сходиться. Зображення підтверджують часові рамки. Ми нарешті отримали погляд на ті хаотичні ранні моменти. Таємниця не розкрита повністю, але вона стала набагато менш туманною.
Ми спостерігаємо, як галактики “ковтають” пил, готові вимовити свою наступну фразу в історії Всесвіту. А що саме вони скажуть далі все ще залежить від самих зірок. 🌌
