RW Space

Ярко сияющая галактика, пронизанная эффектными пылевыми полосами и блестящими очагами звездообразования, — это больше, чем просто красивое лицо.

Галактика Кальмар, официально известная как M77 или NGC 1068, является прототипом галактики в своем роде со сверхмассивной черной дырой, жадно пылающей в ее ядре.

Потому что эта галактика находится так близко к Млечному Пути — на расстоянии около 35 миллионов световых лет от нас. – и поскольку он настолько яркий, что его боковая сторона обращена прямо к нам, он представляет собой отличную лабораторию для понимания дикой динамики активного ядра галактики.

Есть только одна проблема. Галактика Кальмара d-u-s-t-y, а ее центр тем более. Это означает, что заглянуть в его сердце и увидеть, как двигатель его приводит в движение, чрезвычайно сложно.

К счастью, JWST был разработан именно для этого.

Инфракрасный свет не блокируется и не рассеивается пылью, как более короткие волны. Таким образом, с помощью новых наблюдений в ближнем инфракрасном (NIRCam) и среднем инфракрасном диапазоне (MIRI) JWST выявил особенности Галактики Кальмар, которые невозможно увидеть в оптическом, ультрафиолетовом или даже радиодиапазоне.

Новые изображения показывают ленту звезд, газа и пыли — так называемую стержневую структуру — через центр спиральной галактики, которая не видна в оптических длинах волн.

Изображения также прорезают огромные объемы пыли в центре галактики, чтобы выявить детали вокруг ее ядра.

Считается, что масса, находящаяся в ней, опрокидывает его масса примерно в 13 миллионов раз превышает массу Солнца, но на самом деле неясно, какую форму принимает эта масса. Недавно появились данные, позволяющие предположить, что в центре Галактики Кальмар может скрываться не одна, а две сверхмассивные черные дыры, запертые на тесной двойной орбите.

JWST, вероятно, не сможет ответить на этот вопрос, непосредственно визуализировав парную двойную систему — с прогнозируемым расстоянием всего в 0,1 парсека они будут слишком близки, чтобы их можно было различить по отдельности на расстоянии десятков миллионов световых лет, даже с впечатляющим разрешением JWST.

Однако телескоп, возможно, сможет выявить движения пыли и газа вокруг галактического центра, что может рассказать нам больше о природе черной дыры (или дыр), возбуждающих ее.

На изображениях JWST также видны разбросанные ярко светящиеся области, окрашенные в красный цвет. Это очаги звездообразования, которые образуются в газе и пыли вдоль спиральных рукавов галактики.

Звезда начинает формироваться, когда газовый карман становится достаточно плотным, чтобы коллапсировать под действием силы тяжести, превращаясь в зародыш звезды.

На изображении видно яркое кольцо звездообразования вокруг центра галактики диаметром в несколько тысяч световых лет.

Это известно как кольцо звездообразования, и оно хорошо изучено в Галактике Кальмар. Астрономы полагают, что это кольцо образовалось как естественный результат строения галактики, которая гравитационно концентрирует газ в этой области.

Другие области звездообразования также распределены вдоль спиральных рукавов галактики, что указывает на высокодинамическую галактическую среду.

Так что уже многое происходит, но это еще не все. В 2022 году ученые обнаружили, что они проследили путь высокоэнергетического нейтрино прямо до сердца Галактики Кальмар.

По оценкам, ядро ​​галактики потребляет материал со скоростью, эквивалентной примерно 0,23 массы Солнца каждый год. Это довольно устойчивый зажим, и весь этот материал, вращающийся под экстремальными гравитационными и фрикционными напряжениями, генерирует немало энергии.

По теме: Самая энергичная частица-призрак, когда-либо виденная, возможно, произошла из струй черных дыр

Высокоэнергетические нейтрино рождаются в чрезвычайно энергетических ситуациях, но их очень трудно отследить. Исследование 2022 года предполагает, что Галактика Кальмар может быть гигантским ускорителем атомных частиц. Если это так, то это будет один из немногих обнаруженных за пределами Млечного Пути.

Всматриваясь в подобные объекты в свете, который раскрывает секреты, обычно не видимые нашим глазам, JWST может помочь ответить на некоторые из самых интригующих вопросов об окружающей нас Вселенной.

Вы можете загрузить JWST-изображения Галактики Кальмар в размерах обоев с веб-сайта ЕКА Уэбб. Вот изображение NIRCam; вот МИРИ; а вот и то, и другое.