Звездная пиротехника демонстрируется в суперзвездном скоплении
Это изображение Westerlund 1, одного из самых массивных молодых суперзвездных скоплений в Млечном Пути, объединяет данные инструментов MIRI и NIRCam телескопа JWST, чтобы выявить подробные структуры в окружении скопления. Цветное изображение показывает сложные детали газа и пыли в скоплении, с более длинноволновым средним инфракрасным излучением (красным), выделяющим теплую пыль и газ, более коротким средним инфракрасным излучением (зеленым), отслеживающим сложные структуры более холодной пыли и газа, и ближним инфракрасным излучением (синим), демонстрирующим яркий свет молодых массивных звезд, встроенных в это скопление. Эти наблюдения дают важную информацию о том, как звездные ветры и излучение массивных звезд взаимодействуют с окружающим материалом, формируя морфологию скопления и влияя на его эволюцию. Север находится на 15 градусов правее, а восток — слева. Автор: D. Capela (University of Lisbon), MG Guarcello (INAF-OAPA) and the EWOCS team
Астрономы представили взрывной космический фейерверк звезд, взаимодействующих с окружающей средой. Это ослепительное зрелище — вызванное мощными ветрами, исходящими от звезд — знаменует собой важную веху в способности изучать формирование крупнейших звезд и лучше понимать, как они влияют на окружающую среду.
Исследователи использовали космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST) NASA для наблюдения за Westerlund 1, так называемым суперзвездным скоплением с сотнями очень массивных и потенциально тысячами молодых звезд с меньшей массой, с помощью инструмента среднего инфракрасного диапазона (MIRI). Westerlund 1 расположен в галактике Млечный Путь примерно в 12 000 световых годах от Земли.
Недавно полученные JWST изображения Westerlund 1 показывают множество эволюционировавших, массивных звезд, яростно сбрасывающих свои внешние слои с яркими пятнами по всему изображению. Эти протяженные структуры известны как «ветры» и демонстрируют удивительное разнообразие своих форм. Результаты предоставляют детали процесса, в котором огромные количества энергии звездных ветров и радиации врезаются в местную среду. Это формирует сложные структуры и перемешивает гигантское газовое облако, в котором находятся эти звезды.
«Мы были действительно удивлены, увидев все эти различные ветровые структуры в Вестерлунде 1, поскольку мы ожидали, что большая часть газа и пыли будет унесена высокоэнергетическим излучением, испускаемым массивными звездами», — говорит Кристина Монш, астроном Смитсоновской астрофизической обсерватории в Центре астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт, которая помогала руководить исследованием.
«Тот факт, что в Вестерлунде 1 так много пыли и газа, говорит о том, что массивные звезды играют важную роль в формировании их окружения, возможно, даже влияя на формирование звезд, подобных нашему Солнцу».
Изображение MIRI RGB стадии 1 туманности, связанной с супергигантом класса М W26. Положения окружающих массивных звезд, а также «треугольной туманности» отмечены. Автор: Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202452150
Вестерлунд 1 — одно из ближайших и самых массивных молодых звездообразующих скоплений в нашей галактике, в нем содержится множество редких сверхгигантов и гипергигантов, масса которых составляет от восьми до ста масс нашего Солнца.
Такие звезды живут быстро и умирают молодыми, прожив всего несколько миллионов лет, что резко контрастирует со звездами с меньшей массой, такими как наше Солнце, которые живут миллиарды лет. Массивные звезды расходуют свое водородное топливо гораздо быстрее, чем звезды с меньшей массой, в то же время теряя большую часть своей массы из-за ветров и взрывных выбросов из своих внешних слоев, которые JWST может наблюдать в инфракрасном диапазоне.
«Несмотря на то, что в нашей галактике сегодня редко встречаются среды звездообразования, сверхмассивные звездные скопления были очень распространены на ранних этапах развития Вселенной», — рассказывает Марио Гуарчелло из INAF — Астрономической обсерватории Палермо в Италии, который руководил кампанией наблюдений JWST.
«Таким образом, Westerlund 1 является одним из лучших испытательных стендов для расширения наших знаний о формировании звезд, особенно самых массивных. Наблюдения выглядят просто как космический фейерверк; данные показывают нам, что многие звезды и планеты рождаются в невероятно взрывоопасных условиях».
Изображения JWST MIRI в фильтре F1130W разрешенных звездных истечений в четырех сверхгигантах класса M Вестерлунда 1. На той же панели, что и W26, асимметричный истечение из W9 также виден в правой части изображения. Каждая панель имеет размер 40″ × 40″. Автор: Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202452150
По сравнению с солнцем, которое войдет в фазу красного гиганта примерно через пять миллиардов лет, массивные звезды воздействуют на свое местное окружение вскоре после своего образования и в конечном итоге взрываются как энергичные сверхновые, оставляя после себя нейтронные звезды или черные дыры. Ожидается, что на данный момент в Westerlund 1 вспыхнула только одна сверхновая. Однако в течение следующих десятков миллионов лет ожидается более 1500 сверхновых.
«Обнаружение этих протяженных ветров, окружающих массивные звезды в Westerlund 1, стало возможным только потому, что мы наблюдали за этим регионом более шести часов», — говорит астроном CfA Джошуа Беннетт Ловелл, который был одним из руководителей анализа данных JWST MIRI.
«Но вложенное время окупилось: теперь мы можем наблюдать широкий спектр ветров и выбрасываемого материала, что является важными подсказками для непосредственного измерения того, как молодые массивные звезды влияют на свое окружение».
«Мы сузили наш предел обнаружения до самых маленьких звезд, которые могут образоваться», — пояснил Хуан Рафаэль Мартинес-Галарса, также из CfA, который поддержал анализ данных MIRI. «Таким образом, мы сможем определить истинное содержимое скопления и измерить такие свойства, как распределение масс его звезд, вплоть до режима наименее массивных звезд в скоплении».
Изображения NIRCam RGB столба в западном облаке. Левая панель: красный F466N, зеленый F405N, синий F200W. Правая панель: красный F1130W, зеленый FIOOOW и синий F770W, созданные с использованием данных этапа 1, чтобы избежать насыщения. Автор: Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202452150
Эти результаты были представлены сегодня на пресс-конференции на ежегодном зимнем собрании Американского астрономического общества (AAS) в Нэшнл-Харбор, Мэриленд. Статья, описывающая эту работу,опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
Открытия были сделаны в рамках проекта Extended Westerlund 1 and 2 Open Clusters Survey (EWOCS), международного проекта под руководством Марио Г. Гуарчелло из Палермской астрономической обсерватории (INAF) в Италии, направленного на изучение формирования звезд и планет в массивных суперзвездных скоплениях Westerlund 1 и 2 с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба и рентгеновской обсерватории NASA Chandra.
Монш и Беннетт Ловелл из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт (CfA) руководили калибровкой данных JWST MIRI для Westerlund 1, которая выявила протяженные газовые структуры, исходящие от самых массивных звезд в скоплении. Хуан Рафаэль Мартинес-Галарса и Константина Анастасопулу, оба исследователи из CfA и Джереми Дж. Дрейка (Lockheed Martin), также сыграли важную роль в анализе этих обширных наборов данных.
Больше информации: M. G. Guarcello et al, EWOCS-III: JWST observations of the supermassive star cluster Westerlund 1, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202452150
0 комментариев