Оболочка нейтрального водорода в туманности Ориона: новые данные о рождении звёзд

Туманность Ориона — ближайшая к Земле область массивного звездообразования, расположенная на расстоянии около 1267 световых лет (388,5 пк) . Она давно служит естественной лабораторией для изучения того, как молодые звёзды взаимодействуют с породившими их молекулярными облаками. В последнее время в сети появились утверждения о некоем проекте NeAtHood, который якобы создал «самые чёткие радиокарты нейтрального атомарного водорода» и раскрыл новые данные о массе оболочки туманности и обратной связи звёзд.

После тщательного поиска в доступных открытых источниках не было найдено прямых совпадений ни с проектом NeAtHood, ни с конкретными результатами его карт HI. Эта статья обобщает то, что действительно известно из рецензируемой научной литературы о структуре нейтрального водорода (HI) в туманности Ориона, массе окружающей её оболочки и роли звёздной обратной связи.

Что нейтральный водород (HI) рассказывает о туманности Ориона

Нейтральный атомарный водород излучает слабый радиосигнал на длине волны 21 см (частота 1420 МГц). Это излучение проникает сквозь пыль и позволяет проследить холодный атомарный газ, окружающий ионизированные области HII. В туманности Ориона наблюдения HI помогают астрономам восстановить «недостающее звено» между ионизированным газом и молекулярным облаком.

Наблюдения VLA: разрывая завесу

Наиболее актуальное опубликованное исследование HI на линии 21 см в туманности Ориона выполнено с помощью Karl G. Jansky Very Large Array (VLA). Эти наблюдения достигли углового разрешения 7,2″×5,7″ и разрешения по скорости 0,77 км/с . Данные показали:

• Поглощение HI на фоне радиоизлучения области HII, что указывает на холодный газ на переднем плане.
• Излучение HI от Orion Bar — известной фотон-доминированной области (PDR), где ультрафиолетовое излучение массивных звёзд нагревает и диссоциирует молекулярный газ.
• Излучение HI от мощного молекулярного истечения Orion-KL, порождённого молодыми звёздными объектами, скрытыми в облаке .

То же исследование показало, что перед ионизированной туманностью находятся несколько слоёв преимущественно нейтрального атомарного газа, формирующих сложную многофазную структуру . Эта работа часто цитируется под названием «Разрывая завесу: взаимодействие туманности Ориона с её нейтральным окружением» (Tearing the veil).

Расширяющийся пузырь и оболочка «Вуаль»

Наиболее детальную картину звёздной обратной связи в туманности Ориона дают не только радиокарты HI, но и комбинированные наблюдения ионизированного углерода ([CII]) и дальнего инфракрасного диапазона, выполненные с помощью Стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии (SOFIA).

Программа SOFIA FEEDBACK

Инструмент upGREAT на борту SOFIA закартировал линию тонкой структуры [CII] на частоте 1,9 ТГц на площади в один квадратный градус с центром на туманности Ориона. Это дало два миллиона спектров с пространственным разрешением 16″ . Это первая крупномасштабная карта излучения [CII] в этой области с разрешением по скорости.

Ключевые результаты данных SOFIA:

• Расширяющийся пузырь размером ~2 пк: Звёздный ветер от новорождённой звезды в центре туманности создаёт расширяющийся пузырь, который выталкивает молекулярный газ к краям . Скорость расширения пузыря составляет около 13 км/с.
• Две различные оболочки: Анализ данных [CII] и HI выявил Внешнюю оболочку с максимальной скоростью расширения 15 км/с и Внутреннюю оболочку, расположенную ближе к звезде θ¹ Ori C, со скоростью 27 км/с .
• Подавление и стимулирование звездообразования: Звёздный ветер препятствует образованию новых звёзд внутри пузыря. В то же время он сжимает газ на его границах в плотную оболочку, где могут формироваться будущие поколения светил . Это центральное предсказание гипотезы «триггерного звездообразования».

Оценка массы оболочки

Более ранние наблюдения радиотелескопа РАТАН-600 на линии 21 см в туманности Ориона позволили оценить вращающуюся и расширяющуюся оболочку нейтрального водорода массой порядка 100 солнечных масс . Более свежие результаты SOFIA указывают на массу оболочки «Вуаль» в несколько сотен солнечных масс, что согласуется с представлением о том, что пузырь выдувает значительную часть исходного молекулярного облака .

Звёздная обратная связь: палка о двух концах

Взаимодействие массивных звёзд с их окружением — так называемая звёздная обратная связь — регулирует эволюцию галактик . Туманность Ориона даёт нам близкий и детальный пример этого процесса в действии.

Механическое воздействие массивных звёзд перемешивает межзвёздную среду, разрушая ядра молекулярных облаков, где только начали формироваться звёзды. Но оно же создаёт плотные оболочки из сжатого газа, склонные к гравитационному коллапсу . Наблюдения SOFIA показывают, что молодые звёзды генерируют мощные ветры, которые расчищают пространство вокруг них, предотвращая звездообразование по соседству, но одновременно могут способствовать ему на краю пузыря .

Недостающие фрагменты: никаких следов NeAtHood и «самых чётких» карт HI

Несмотря на многократные поиски с комбинацией ключевых слов «проект NeAtHood», «нейтральный атомарный водород», «туманность Ориона», «самые чёткие радиокарты» и т.д., в доступных источниках не найдено описания проекта NeAtHood или его конкретных результатов. Релевантные данные, которые существуют, получены в рамках следующих проектов:

• Наблюдения VLA на линии 21 см HI с разрешением 7,2″×5,7″ .
• Программа SOFIA FEEDBACK .
• Наблюдения на модернизированном Гигантском метроволновом радиотелескопе (uGMRT) на более высоких частотах .

Если проект NeAtHood относится к будущему исследованию или препринту, который ещё не проиндексирован, его конкретные выводы о массе оболочки и звёздной обратной связи в настоящее время не могут быть верифицированы на основе доступных данных.

Итог

Оболочка нейтрального атомарного водорода туманности Ориона представляет собой расширяющуюся многослойную структуру, приводимую в движение звёздными ветрами скопления Трапеция. Наблюдения VLA и SOFIA установили, что:

• Пузырь имеет размер ~2 пк и расширяется со скоростью 13–27 км/с.
• Масса окружающей нейтральной оболочки составляет от 100 до нескольких сотен солнечных масс.
• Звёздная обратная связь одновременно подавляет звездообразование внутри пузыря и может стимулировать его в сжатой оболочке.

Конкретные утверждения о «самых чётких в истории» радиокартах HI или проекте NeAtHood не подтверждаются доступными открытыми источниками на момент написания этой статьи. Исследователям и любителям астрономии следует обращаться к указанным публикациям VLA и SOFIA для получения проверенной информации.