Новые изображения показывают пыль в ближайших галактиках, и вы никогда не видели их такими

Когда мы видим изображения галактик за пределами Млечного Пути, мы обычно видим в первую очередь свет их звезд. Но звезды — далеко не единственный ингредиент, из которого состоит галактика. Думайте о звездах как о кусочках овощей в галактическом бульоне.

Тогда бульон, в котором они плавают, представляет собой межгалактическую среду — не пустое пространство, а заполненное часто разреженными, иногда плотными облаками пыли и газ, дрейфующий между звездами. Поскольку звезды намного ярче, пыль обычно занимает второе место; но та пыль, из которой рождаются звезды, в которую звезды возвращаются, может многое рассказать нам о структуре и активности внутри галактики.

Теперь опубликовано четыре новых изображения, показывающих распределение пыли в четырех ближайших к Млечному Пути галактиках: Больших и Малых Магеллановых Облаках, карликовых галактиках, вращающихся вокруг нашей собственной; галактика Андромеды, большая спиральная галактика на расстоянии 2,5 миллиона световых лет; и галактика Треугольник, спиральная галактика на расстоянии 2,73 миллиона световых лет.

Большое Магелланово Облако. (ESA, NASA, NASA-JPL, Caltech, Christopher Clark/STScI, S. Kim/Sejong University, T. Wong/UIUC)

Галактики без пыли и газа как мы их знаем, не существовало бы. Звезды образуются, когда плотный узел материала в холодном облаке молекулярного газа схлопывается под действием силы тяжести, вбирая в себя материал из окружающего его облака. Когда эта звезда умирает, она выбрасывает свой внешний материал обратно в пространство вокруг себя вместе с новыми, более тяжелыми элементами, которые она сплавила за время своей жизни.

Рождающиеся новые звезды включают в себя пыль мертвых звезд, делая каждую последующую генерация звезд немного отличается. Мы действительно все сделаны из звездного вещества — даже звезды.

Но пыль распределена неравномерно. Звездные ветры, галактические ветры и эффекты гравитации могут выталкивать и лепить межзвездную пыль в сложные формы, заполненные полостями. Картирование структур и состава элементов внутри них является важным инструментом для понимания формирования… ну… почти всего.

Новые изображения, представленные на 240-м собрании Американского астрономического общества, были полученные Космической обсерваторией Гершеля Европейского космического агентства в период с 2009 по 2013 год. До запуска Уэбба, который еще не предоставил свои первые научные изображения, Гершель был самым большим инфракрасным телескопом, который когда-либо запускался.

Малое Магелланово Облако. (ESA, NASA, NASA-JPL, Caltech, Christopher Clark/STScI, S. Stanimirovic/UW-Madison, N. Mizuno/Nagoya University)

Как и Уэбб, его сверхнизкая рабочая температура означала, что Гершель мог смотреть в дальний инфракрасный диапазон, отображая некоторые из самых холодных и пыльных объектов в космосе, вплоть до температуры около -270 градусов по Цельсию (-454 градуса по Фаренгейту). Сюда входят холодные облака, в которых рождаются звезды, и пыль в межзвездном пространстве.

Однако он был менее приспособлен для обнаружения более рассеянной пыли и газа. Чтобы заполнить пробелы, группа астрономов во главе с Кристофером Кларком из Научного института космического телескопа использовала данные трех других выведенных из эксплуатации телескопов: Планка ЕКА и Инфракрасного астрономического спутника НАСА (IRAS) и Исследователя космического фона (COBE).

Результаты показывают сложные взаимодействия внутри пыли. Газообразный водород отображается красным цветом; это самый распространенный элемент во Вселенной, так что его довольно много. Полости в пыли, где новорожденные звезды сдули ее сильными ветрами, выглядят как пустые области, окруженные зеленым свечением, указывающим на холодную пыль. Синие области представляют более теплую пыль, нагретую звездами или другими процессами.

Галактика Треугольника. (ESA, NASA, NASA-JPL, Caltech, Christopher Clark/STScI, E. Koch/University of Alberta, C. Druard/University of Bordeaux)

Изображения также раскрывают новую информацию о сложных взаимодействиях, которые происходят в межзвездной пыли, говорят исследователи. Тяжелые элементы, такие как кислород, углерод и железо, часто могут прилипать к пылинкам; в очень плотных облаках большинство элементов связано с пылью, что увеличивает отношение пыли к газу. Это может повлиять на то, как свет поглощается и переизлучается пылью.

Однако насильственные процессы, такие как рождение звезд или сверхновые, могут высвобождать излучение, которое разрушает пыль, высвобождая тяжелые элементы обратно в газообразные облака. Это смещает отношение пыли к газу обратно в сторону газа.

Изображения Гершеля показывают, что отношения в галактике могут варьироваться в 20 раз. Это намного больше, чем думали астрономы, важная информация, которая может помочь ученым лучше понять этот цикл.

И они просто невероятно красивы. Кто знал, что суп Андромеды может быть такого ослепительного цвета радуги.