Молекулярный ион CH+ поведал ученым о вспышках звездообразования в далеких галактиках

Распределение потоков холодного газа и турбулентных областей в галактиках со вспышками звездообразования по данным ALMA

ESO/L. Benassi

Международная группа астрономов при помощи комплекса радиотелескопов ALMA зарегистрировала катион метилидина СH+ в нескольких далеких галактиках со вспышками звездообразования, что позволило проследить процессы переноса энергии в галактиках и выявить скопления холодного газа вокруг них. Научная статья опубликована в журнале Nature, кратко о ней рассказывается в пресс-релизе на сайте Европейской Южной обсерватории.

Галактики со вспышками звездообразования являются прекрасными природными лабораториями по изучению процессов образования звезд. Они способны за год переработать в звезды более 100 масс Солнца в виде газа и пыли. Одной из важных проблем, требующих решения, является определение механизмов поставки материала для будущих звезд из среды, окружающей галактику, к ее центральной части. Катион метилидина CH+ является наиболее полезной молекулой для таких исследований, так как требует больших энергозатрат для образования, химически активен, и, как следствие, короткоживуч и может перемещаться лишь на небольшие расстояния от мест своего образования. Его присутствие указывает на диссипацию механической энергии или сильное ультрафиолетовое излучение и позволяет проследить перенос энергии внутри галактики и в ее окрестностях.


При помощи комплекса ALMA ученые наблюдали за шестью далекими (со значениями красных смещений близких к 2,5) галактиками со вспышками звездообразования. В спектрах пяти из них были обнаружены линии излучения и поглощения CH+. Данные по пространственному распределению катиона выявили наличие ударных волн, возникающих из-за быстрых и горячих потоков частиц (галактических ветров) из областей звездообразования внутри галактик, которые выбрасывают вещество прочь. Из-за турбулентных движений внутри этих потоков часть выброшенного вещества остается в галактике и образует гигантские области, заполненные турбулентным, холодным (с температурой около 100 Кельвин), разреженным, молекулярным газом, которые простираются более чем на 30000 световых лет от центров звездообразования. Эти области являются своеобразными «резервуарами» вещества, необходимого для образования новых звезд. Механическая энергия газа запасается в турбулентности и, в конечном итоге, рассеивается при низкой температуре, а не переходит в тепловую энергию, что ведет к образованию горячего газа. 

Получается, что турбулентные процессы компенсируют отрицательную роль галактических ветров и играют ключевую роль в активизации и поддержании фазы бурного звездообразования в галактиках, что весьма необычно. Стоит отметить, что области с турбулентным холодным газом не могут пополняться только за счет горячих галактических ветров — нужны дополнительные источники газа, образующиеся, например, при слиянии галактик.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы при помощи ALMA нашли гнездо молодых галактик в паутине темной материи, обнаружили «ингредиенты жизни» вблизи солнцеподобной звезды и «взвесили» сверхмассивную черную дыру с рекордной точностью.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.