Молодые звезды — архитекторы галактик: новые данные проекта PHANGS

Ионизированный газ наиболее ярок в оболочках расширяющихся пузырей и совпадает с самыми молодыми (около 1 миллиона лет) и массивными (около 10⁵ солнечных масс) звездными ассоциациями . Эта прямая корреляция является убедительным доказательством того, что именно молодые массивные звезды являются двигателями расширения.

Две галактики — два сценария: значение среды

Расширяются ли области звездообразования дальше или останавливаются, сильно зависит от их окружения . В нормальных спиральных галактиках, подобных нашему Млечному Пути, процесс обратной связи относительно упорядочен. Но в более экстремальных системах условия кардинально меняются.

Исследование выделяет экстремальный случай галактики NGC 3256 — системы, образовавшейся в результате столкновения двух галактик. Она находится на расстоянии около 100 миллионов световых лет в созвездии Парусов и была изучена в рамках обзора GOALS (Great Observatories All-Sky LIRG Survey) .

Давление обратной связи в NGC 3256 примерно в 100 раз сильнее, чем в спиральных галактиках типа Млечного Пути . Это создает гораздо более турбулентную и непредсказуемую среду, где газ не сосредоточен в простом плоском диске . Молодые массивные звездные скопления в самых плотных областях сдерживаются этим интенсивным давлением, но большинство скоплений остаются достаточно мощными, чтобы продолжать расширение .

Молекулярный газ в NGC 3256 экстремален по всем параметрам: его гигантские молекулярные облака демонстрируют медианную дисперсию скоростей 23 км/с, поверхностную плотность массы 470 M☉ pc⁻² и внутреннее турбулентное давление на порядок выше, чем в обычных дисковых галактиках .

Скрытое на виду: пылевые звездные скопления

В сопутствующем исследовании под руководством Саджии Шахрин Нехи использовались камеры NIRCam и MIRI телескопа JWST, работающие в диапазоне от 2 до 21 микрона, для изучения молодых пылевых компактных источников в близлежащих галактиках . Исследование выявило ранее скрытые молодые массивные звездные скопления (YMCs), которые были полностью погребены в космической пыли и невидимы для более ранних оптических обзоров .

Эти пылевые YMCs представляют самые ранние фазы формирования скоплений — этап, который инфракрасные возможности JWST позволяют обнаружить уникальным образом . Только в NGC 3256 телескоп идентифицировал 116 таких сильно затемненных скоплений, увеличив известную выборку пылевых массивных звездных скоплений на порядок по сравнению с более ранними исследованиями «Хаббла» . Данные указывают на быстрый процесс рассеивания пыли — менее чем за 3-4 миллиона лет для этих emerging-скоплений .

Широкие перспективы: эталон для моделей эволюции галактик

Команда исследователей заключила, что эти измерения предоставляют физические условия, которые «раньше невозможно было изучить», и служат критическим эталоном для улучшения моделей эволюции галактик в различных средах .

Результаты помогают объяснить, как молодые звезды влияют на свои галактики задолго до драматических событий, таких как взрывы сверхновых, и показывают, что модели обратной связи должны учитывать контекст окружения — от тихих спиралей до бурных слияний галактик . В сочетании с открытием погребенных скоплений эта работа дает астрономам более полную картину звездообразования, заполняя пробел на самых ранних, сильно запыленных этапах, которые ранее были невидны.

Что дальше?

Обзорная программа PHANGS-JWST Treasury Survey продолжает сбор данных. В планах — создание полного каталога звездообразования, точные измерения массы и возраста звездных скоплений, а также детальные карты того, как звездная обратная связь меняет межзвездную среду в широком диапазоне галактических условий .