Благодаря данным, полученным с космического телескопа Gaia Европейского космического агентства, исследователи построили наиболее детальную трёхмерную карту звёздных фабрик в нашей галактике. Этот труд позволит получить более глубокие знания об этих труднодоступных для наблюдений регионах и о роли молодых звёзд, находящихся в состоянии активного горения, в процессе их формирования.
Изучение и картирование звёздных фабрик представляет собой сложную задачу, поскольку они часто скрыты от взора плотными облаками газа и пыли, до которых невозможно определить расстояние непосредственно. Хотя Gaia не способен наблюдать эти облака напрямую, он может фиксировать положение звёзд и измерять «поглощение» света звёзд пылью, что позволяет оценить, какая доля света заблокирована этим веществом. Используя эти сведения, исследователи построили трёхмерные карты, отображающие распределение пыли, и применили их для определения количества ионизированного водорода – типичного признака процесса звездообразования.
Новая трёхмерная карта создана на основе данных, полученных в рамках миссии Gaia, включающих наблюдения за 44 миллионами звёзд, относящихся к «обычным» звёздам, и 87 звёздами типа O. Она покрывает область в радиусе 4000 световых лет от Солнца, которое служит её центральной точкой. Звёзды типа O – это нечастые, молодые, массивные, очень яркие и горячие звёзды. Они характеризуются интенсивным излучением в ультрафиолетовом спектре. Их энергия достаточна для того, чтобы, взаимодействуя с атомами водорода, вырывать из них электроны и ионизировать водородный газ. Это позволяет астрономам определять области, где происходит формирование звёзд.
Эти области неба неоднократно наблюдались с помощью различных телескопов, что позволяет получить достаточно полное представление об их внешнем виде с Земли. Тем не менее, до настоящего времени не удалось создать точной модели их трёхмерной структуры.
Льюис Маккаллум, астроном из Университета Сент-Эндрюса (Великобритания) и ведущий автор двух научных работ, посвященных новой трехмерной модели, объясняет, что благодаря Gaia появилась возможность получить детальное представление о том, как выглядел бы наш участок Млечного Пути при взгляде сверху. «Ранее не существовало модели, которая бы с достаточной точностью отображала распределение ионизированного газа в окрестностях Солнца и соответствовала данным, полученным с других телескопов. Именно поэтому мы убеждены, что наша визуализация с перспективы сверху и видеоролики, имитирующие «пролет» через облака, являются достоверным приближением их трехмерного облика».
Новая карта содержит трёхмерные изображения туманности Гама, Туманности Северная Америка, Калифорнийской туманности и суперпузыря Орион-Эридан. С её помощью можно совершить виртуальное путешествие сквозь эти области, где формируются звёзды, и над ними.
На карте наглядно показано, как звёзды, относящиеся к массивному классу O, ионизируют окружающую их межзвёздную среду, и как пыль и газ реагируют на это излучение. «Трёхмерная модель позволяет получить подробное представление о процессах, определяющих структуру локальной галактической среды, и помогает астрономам разобраться во взаимодействии между тёплыми и холодными составляющими нашей Вселенной», — отметила Саша Зигерс, научный сотрудник ЕКА и специалист по межзвёздной пыли.
В перспективе карта будет распространяться на более обширные территории Млечного Пути. Для составления карты высокого разрешения в пределах 4000 световых лет от Солнца потребовались значительные вычислительные ресурсы. «Мы планируем расширить карту после публикации Gaia нового набора данных», – отмечает Льюис Маккаллум.
Данные о расстояниях до ближайших горячих звёзд, полученные с помощью Gaia, и трёхмерные карты пыли, созданные на основе измерений Gaia поглощения и расположения миллионов звёзд, стали важными составляющими этой новой карты. Улучшенные и более масштабные данные, которые будут включены в четвёртый релиз данных Gaia, позволят значительно расширить представления об областях звездообразования.