Галактики со вспышкой звездообразования: загадка М82
Когда речь заходит о звездообразовании, не все галактики ведут себя одинаково. Некоторые из них «потухшие» — в них почти не осталось газа для формирования новых звёзд, и процесс звездообразования практически прекратился. Другие, как наш Млечный Путь, образуют звёзды со средней скоростью. Но существуют и чрезвычайно активные галактики, где звёзды рождаются с невероятной интенсивностью. Их называют галактиками со вспышкой звездообразования.
В таких галактиках происходят мощные всплески звездообразования, в ходе которых за короткое время формируются сотни сверхскоплений, каждое из которых может содержать более 100 000 звёзд. Ежегодно в них могут появляться звёзды общей массой в сотни или даже тысячи солнечных масс. Благодаря этому они невероятно яркие — их инфракрасное излучение может в триллионы раз превосходить светимость Солнца.
Один из таких примеров — галактика Сигара (М82). Хотя её экстремальная яркость не всегда видна в оптическом диапазоне из-за пыли, космический телескоп JWST легко наблюдает активное звездообразование в инфракрасном спектре.
-
JWST сделал это изображение M82 в более коротких волнах с помощью своего инструмента NIRCam. Некоторые из ярких точечных источников являются суперзвездными скоплениями, которые могут содержать 100 000 звезд, и Хаббл идентифицировал около 200 из них в галактике. Астрономы используют данные на таких изображениях, чтобы определить скорость звездообразования галактики. Фото: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Bolatto (UMD) -
На этом изображении из статьи 2024 года показаны некоторые сверхскопления в M82. Автор: Levy et al. 2024. ApJ. DOI 10.3847/2041-8213/ad7af3 
На главном изображении JWST четко видны галактические ветры оттока из центра галактики. Они вызваны обильным образованием массивных звезд и взрывами сверхновых. Фото: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Bolatto. Лицензия: CC BY 4.0 INT Сверхскопления и источник активности М82
Основную часть повышенной светимости М82 обеспечивают её звёздные сверхскопления, некоторые из которых содержат до 100 000 звёзд — больше, чем в отдельных шаровых скоплениях.
Чтобы галактика стала «звёздным взрывом», ей необходимо огромное количество газа. В случае М82 дополнительное топливо, вероятно, поступило из-за гравитационного взаимодействия с соседней галактикой M81. Эти две галактики вращаются вокруг друг друга примерно раз в 100 миллионов лет, и их столкновения исказили форму М82, придав ей вытянутый «сигарообразный» вид. Кроме того, гравитационные силы направили газ из внешних областей М82 к её центру, что и спровоцировало бурное звездообразование.
Лаборатория галактических взаимодействий
Астрономы активно изучают М82 и её соседку, потому что они представляют собой уникальную лабораторию для наблюдения за взаимодействиями галактик. В 2024 году было опубликовано исследование, в котором с помощью полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) удалось обнаружить сложную сеть газовых волокон и пузырей, созданных сверхновыми. Также были зафиксированы галактические выбросы — ещё одна характерная черта галактик со вспышкой звездообразования.
На снимках JWST видны ПАУ, которые помогают отследить движение газа. Они проявляются в виде ярких вытянутых струй, исходящих из центра галактики. ПАУ особенно важны в астрономии, поскольку их излучение в среднем инфракрасном диапазоне позволяет изучать распределение молекулярного газа.
Причина выбросов и будущее М82
Мощные звёздные ветра от горячих массивных звёзд, а также взрывы сверхновых выталкивают газ из галактики. Из-за этого период экстремального звездообразования обычно длится не более 100 миллионов лет — пока запасы газа не иссякнут.
Однако М82, возможно, является исключением. Поскольку гравитационные взаимодействия с M81 будут повторяться, галактика Сигара может переживать циклы активного звездообразования и «затухания». Астрономы считают, что подобное уже происходило: около 600 миллионов лет назад М82 пережила одну вспышку, а нынешняя фаза началась 30–60 миллионов лет назад.
Будущее слияние и конец звёздного бума
М82 находится всего в 12 миллионах световых лет от нас, что делает её одной из самых близких и изученных галактик со вспышкой звездообразования. Её неоднократно фотографировали Hubble и другие телескопы.
В будущем М82 ждёт ещё множество циклов звездообразования, но в конце концов она сольётся с M81, что вызовет мощный и хаотичный звёздный взрыв. Однако со временем и этот процесс угаснет, и новая галактика перейдёт в спокойное состояние, завершив свою бурную историю.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
