Астрономы впервые составили карты невидимого газа в Млечном Пути

Композитное изображение в красных, зеленых и синих тонах региона Лебедь X, охватывающее область проведенного обзора. Автор: The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adfa17

Международная команда астрономов создала первые в истории крупномасштабные карты загадочной формы материи, известной как CO-темный молекулярный газ, в одном из самых активных звездообразующих регионов нашего Млечного Пути — Лебедь X. Их открытия, сделанные с помощью телескопа Грин-Бэнк (GBT), предоставляют важные новые подсказки о том, как формируются звезды в нашей галактике.

Десятилетиями ученые знали, что большинство новых звезд рождается внутри облаков холодного молекулярного водородного газа. Большая часть этого молекулярного водорода невидима для большинства телескопов — он не излучает свет, который можно легко обнаружить.

Традиционно астрономы искали эти облака, отслеживая монооксид углерода (CO) — молекулу, которая действует как светящийся указатель регионов звездообразования. Однако оказалось, что существует много звездообразующего газа, который не «светится» в CO. Этот темный, скрытый материал (называемый CO-темным молекулярным газом) был одним из самых больших слепых пятен в астрономии.

Теперь впервые астрономы нанесли на карту этот скрытый газ на огромном участке неба — более чем в 100 раз превышающем площадь полной Луны — наблюдая радиоспектральные линии рекомбинирующих атомов, известные как углеродные радиолинии рекомбинации (CRRLs). Карта команды охватывает оживленный регион Лебедь X, космический мегаполис на расстоянии около 5000 световых лет, переполненный новорожденными звездами.

«Это словно внезапно включить свет в комнате и увидеть всевозможные структуры, о существовании которых мы даже не подозревали», — говорит Кимберли Эмиг, сотрудник Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) и ведущий автор нового исследования, опубликованного в The Astrophysical Journal.

Эта коллекция изображений показывает расположение CO-темного молекулярного газа в созвездии Лебедь X и данные телескопа Грин-Бэнк о газе в галактической широте и долготе. Автор: NSF/AUI/NSF NRAO/P.Vosteen

Новая карта выявляет обширную сеть арок, гряд и паутин темного газа, пронизывающих Лебедь X. Эти формы показывают, где собирается и накапливается материал для создания звезд, прежде чем он станет видимым как CO в молекулярных облаках. Исследование демонстрирует, что эти слабые углеродные сигналы, обнаруженные на очень низких радиочастотах, являются невероятно мощным инструментом для обнаружения скрытого газа, который непосредственно связывает обычную материю с формированием новых звезд.

Исследователи обнаружили, что этот темный газ не просто неподвижен — он течет и смещается, двигаясь со скоростями, значительно превышающими предполагавшиеся ранее. Эти турбулентные потоки могут влиять на то, как быстро формируются звезды. Команда также обнаружила, что яркость этих углеродных линий напрямую связана с интенсивным звездным светом, омывающим регион, подчеркивая мощную роль, которую излучение играет в галактической переработке.

«Сделав невидимое видимым, мы наконец можем отслеживать, как сырой материал в нашей галактике превращается из простых атомов в сложные молекулярные структуры, которые однажды станут звездами, планетами и, возможно, жизнью», — объясняет Эмиг. — «И это только начало понимания этих ранее невидимых сил».

Телескоп Грин-Бэнк стал ведущим в мире инструментом для такого рода исследований, и даже более масштабные обзоры CRRL (такие как GBT Diffuse Ionized Gas Survey at Low Frequencies) проводятся для изучения других звездообразующих регионов Млечного Пути. Полученные здесь результаты помогут астрономам по всему миру моделировать, как наша галактика — и потенциально другие — строит массивные облака для формирования звезд.

Больше информации: Kimberly L. Emig et al, Cool Dark Gas in Cygnus X: The First Large-scale Mapping of Low-frequency Carbon Recombination Lines, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adfa17

Источник: National Radio Astronomy Observatory