Стрелец C: Уэбб дает возможность заглянуть в одну из самых экстремальных сред Млечного Пути

Поле JWST (голубой прямоугольник), показанное на изображении радиоконтинуума MeerKAT с центром на частоте 1,28 ГГц (I. Heywood et al. 2022). В то время как большинство NTF, таких как NTF Sgr C, проходят ортогонально к плоскости Галактики, NTF, расположенный в нижнем правом углу Sgr C, почти параллелен плоскости Галактики, как указано в тексте. Автор: The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ad9d0b, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad9d0b

Стрелец C — одно из самых экстремальных мест в галактике Млечный Путь. Этот облачный регион космоса находится примерно в 200 световых годах от сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Здесь массивное и плотное облако межзвездного газа и пыли коллапсировало само по себе в течение миллионов лет, образуя тысячи новых звезд.

В новом исследовании группа ученых использовала наблюдения с космического телескопа NASA имени Джеймса Уэбба, чтобы изучить Стрелец C с беспрецедентной детализацией. Исследованием руководили астрофизик Джон Балли из Университета Колорадо в Боулдере, Сэмюэл Кроу из Университета Вирджинии, Рубен Федриани из Института астрофизики Андалусии в Гранаде и их коллеги.

Результаты могут помочь решить давнюю загадку о самых внутренних участках галактики, или о том, что ученые называют Центральной молекулярной зоной (ЦМЗ): в этом регионе находятся высокие плотности межзвездного газа. Так почему же здесь рождается меньше новых звезд, чем когда-то предсказывали ученые?

Исследователи обнаружили, что мощные линии магнитного поля, по-видимому, пронизывают Стрелец C, образуя длинные и яркие нити горячего водородного газа, немного напоминающие спагетти, — явление, которое может замедлить темпы звездообразования в окружающем газе.

«Это часть галактики с самой высокой плотностью звезд и массивными, плотными облаками водорода, гелия и органических молекул», — сказал Балли, профессор кафедры астрофизики и планетарных наук в Университете Колорадо в Боулдере. «Это один из самых близких регионов, о которых мы знаем, в котором экстремальные условия, похожие на условия в молодой Вселенной».

Он и его коллеги опубликовали свои выводы 2 апреля в The Astrophysical Journal. Исследование является частью наблюдательной кампании, предложенной и возглавляемой Кроу, студентом четвертого курса бакалавриата в Университете Вирджинии, который недавно был назван стипендиатом Родса.

Изображение RGB Sgr C, показывающее две разные цветовые схемы. Север находится сверху, а восток слева на обеих панелях. Слева: изображение «континуума» с F480M, показанным красным, F360M — зеленым, а F182M — синим. Справа: изображение «эмиссионной линии» с F470N, показанным красным, F405N — зеленым, а F360M — синим. Известные особенности, обсуждаемые в тексте, помечены. Автор: The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ad8889

Кроу отметил, что поразительные изображения телескопа Уэбба показывают Стрелец C таким, каким его никогда раньше не видели.

«Из-за этих магнитных полей Стрелец С имеет принципиально иную форму и вид, отличный от любого другого региона звездообразования в галактике, удаленного от галактического центра», — сказал Кроу.

Звездные питомники

Исследование проливает свет на бурные процессы рождения и смерти звезд в галактике Млечный Путь.

Звезды, как правило, формируются в том, что ученые называют «молекулярными облаками», или областях космоса, содержащих плотные облака газа и пыли. Ближайший к Земле такой звездный питомник находится в туманности Ориона, чуть ниже пояса Ориона. Там молекулярные облака разрушались в течение миллионов лет, образуя скопление новых звезд.

Такие активные места звездообразования также предвещают их собственную гибель. По мере роста новых звезд они начинают испускать огромное количество радиации в космос. Эта радиация, в свою очередь, сдувает окружающее облако, лишая регион материи, необходимой для строительства новых звезд.

Схема звездообразующего комплекса G359.42−0.104 с идентифицированными и помеченными узлами и источниками. Поле зрения такое же, как указано на первой панели рисунка 6. Автор: The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ad8889, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad8889

«Даже Солнце, как мы думаем, сформировалось в таком огромном скоплении, — сказал Балли. — За миллиарды лет все наши родственные звезды разошлись».

В отдельном исследовании, опубликованном сегодня в том же журнале, Кроу и его коллеги, включая Балли, погрузились в растущие «протозвезды», формирующиеся в Стрельце. Их данные раскрывают подробную картину того, как эти молодые звезды выбрасывают излучение и сдувают газ и пыль вокруг себя.

Магнитные поля

В своем исследовании Балли исследовал необычный вид Стрельца C. Он объяснил, что в то время как туманность Ориона выглядит в основном гладкой, Стрелец C совсем не такой. Из этой области вьются и вылетают десятки ярких нитей, некоторые длиной в несколько световых лет. Эти нити состоят из плазмы, горячего газа заряженных частиц.

«Мы определенно не ожидали этих нитей», — сказал Рубен Федриани, соавтор исследования и научный сотрудник Института астрофизики Андалусии в Испании. «Это было совершенно случайное открытие».

Балли отметил, что секрет волокон Стрельца C и природа его звездообразования, вероятно, кроются в магнитных полях.

Крупным планом видно излучение Br-α из π-образных нитей и цилиндрической полости с центром на звезде Вольфа–Райе WCL 3734. Автор: The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ad9d0b, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad9d0b

Сверхмассивная черная дыра с массой примерно в четыре миллиона раз больше массы нашего Солнца находится в центре галактики. Движение газа, вращающегося вокруг этого чудовища, может растягивать и усиливать окружающие магнитные поля. Эти поля, в свою очередь, формируют плазму в Стрельце C.

Балли подозревает, что туманность Ориона выглядит гораздо более гладкой, поскольку она находится в гораздо более слабой магнитной среде.

Ученые, добавил он, давно знают, что внутренние регионы галактики являются важным местом рождения новых звезд. Но некоторые расчеты предполагают, что этот регион должен производить гораздо больше молодых звезд, чем наблюдается. В ЦМЗ магнитные силы могут быть достаточно сильными, чтобы противостоять гравитационному коллапсу молекулярных облаков, ограничивая скорость формирования новых звезд.

Несмотря на это, время Стрельца C, возможно, подходит к концу. Звезды региона уже уничтожили большую часть его молекулярного облака, и этот рассадник может полностью исчезнуть через несколько сотен тысяч лет.

«Это почти конец истории», — сказал Балли.

Больше информации: Samuel Crowe et al. The JWST-NIRCam View of Sagittarius CI Massive Star Formation and Protostellar Outflows. The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ad8889, iopscience.iop.org/article/10. … 847/1538-4357/ad8889
John Bally et al. The JWST-NIRCam View of Sagittarius C. II. Evidence for Magnetically Dominated HII Regions in the Central Molecular Zone, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ad9d0b, iopscience.iop.org/article/10. … 847/1538-4357/ad9d0b

Источник: University of Colorado at Boulder