Туманность RCW 120 оказалась намного моложе, чем предполагалось ранее. Такой вывод был сделан в результате наблюдений, проведенных с помощью самолетной обсерватории SOFIA. Ветер центральной звезды туманности сжимает также и окружающие ее газовые облака, способствуя при этом образованию новых звезд за счет получаемой энергии. Причем происходит это в сравнительно коротком временном масштабе.
Туманность RCW 120 на изображении, полученном инфракрасным космическим телескопом Herschel. © ESA / PACS / SPIRE / HOBYS Consortia
В южном небе, примерно в 4300 световых годах от Земли, находится RCW 120 - огромное светящееся облако газа и пыли. Международная группа, под руководством исследователей из Кельнского университета в Германии и Университета Западной Вирджинии в США, смогла ограничить возраст RCW 120 до менее чем 150 тысяч лет, что для такой туманности очень мало.
Исследование показало, что звездная обратная связь - процесс, посредством которого звезды высвобождают энергию обратно в свое окружение, - положительно влияет на звездообразование в окружающей среде. И понимание этого может предоставить информацию о высокой скорости звездообразования на ранних стадиях существования нашей вселенной.
Научная группа исследовала туманность с помощью летающей обсерватории SOFIA, чтобы проанализировать уровень влияния звездной обратной связи. RCW 120 - это так называемая эмиссионная туманность, излучающая свет с разными длинами волн. Примерно в семи световых годах от центра RCW 120 находится край облака, где формируется множество звезд. Чтобы понять, как образовались все эти звезды, нужно углубиться в происхождение туманности.
В центре RCW 120 находится молодая массивная звезда, порождающая сильные звездные ветры. Звездные ветры этой звезды похожи на ветры нашего Солнца - они выбрасывают материал с ее поверхности в космос. Этот звездный ветер сжимает окружающие газовые облака. И именно энергия, добавленная в туманность, вызывает образование новых звезд в облаках. Таким образом, наличие массивной центральной звезды положительно будет сказываться на звездообразовании и в будущем.
Такие наблюдения с целью изучения взаимодействия массивных звезд с окружающей их средой проводятся в рамках программы SOFIA FEEDBACK, международного проекта под руководством доктора Николы Шнайдера из Кельнского университета и профессора Александра Тиленса из Мэрилендского университета, которые используют приемник upGREAT, разработанный Институтом радиоастрономии Макса Планка и Кельнским университетом и установленный в обсерватории SOFIA в 2015 году.
SOFIA - это «летающая обсерватория», состоящая из 2,7-метрового телескопа, установленного на модифицированном самолете Boeing 747SP. Проект создан в сотрудничестве между Немецким аэрокосмическим центром (DLR) и NASA, и его координируют Немецкий институт SOFIA и Ассоциация космических исследований университетов (Universities Space Research Association). SOFIA наблюдает космос в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра, то есть за пределами того, что люди могут видеть своим зрением.
Высота полетов SOFIA превышает 13 километров. Это означает, что «Боинг» с обсерваторией на борту пролетает над большей частью водяного пара в земной атмосфере, который при наблюдениях с земной поверхности блокирует инфракрасный свет. Таким образом, ученые могут наблюдать диапазон длин волн, абсолютно недоступный с Земли. Обсерватория в полете в течение ночи наблюдает за небесными магнитными полями, за областями звездообразования, такими как RCW 120, а также за кометами и туманностями.
«В ходе наших наблюдений мы выяснили, что RCW 120 расширяется со скоростью 15 км/с, что невероятно быстро для туманностей. По этой скорости расширения мы смогли определить возрастной предел для этого облака и выяснили, что RCW 120 намного моложе, чем предполагалось ранее», - говорит Шнайдер. Исходя из такой оценки возраста, ученые смогли сделать вывод о времени, которое потребовалось, чтобы на краю туманности началось звездообразование, после того, как сформировалась центральная звезда.
Эти результаты предполагают, что процессы положительной обратной связи происходят в очень коротких временных масштабах и что именно эти механизмы могут быть ответственны за высокие темпы звездообразования, которые происходили на ранних стадиях вселенной. В будущем команда надеется распространить этот тип анализа и на изучение других областей звездообразования.
«Другие регионы, которые мы исследуем с помощью FEEDBACK, находятся на разных стадиях развития и имеют разную морфологию. У некоторых из них в центре находится много массивных звезд. В отличие от них, у RCW 120, есть только одна», - говорит Шнайдер. - «Имея эту информацию, мы можем определить, какие процессы являются основными движущими силами инициируемого звездообразования и чем эти процессы различаются между различными регионами звездообразования».
