Космическая капсула времени: телескоп Уэбб нашел в центре Млечного Пути «ископаемое», пережившее рождение галактики

Огромный сияющий шар из звезд, известный как Terzan 5, оказался не обычным шаровым скоплением, а «ископаемым фрагментом» центральной выпуклости Млечного Пути — сгустком материи, который чудом не растворился в общей массе и дожил до наших дней как реликт эпохи рождения галактики.

«Terzan 5 может стать прямым доказательством, которое поможет объяснить, как формировались балджи в галактиках по всей Вселенной», — говорит Барбара Ланцони из Болонского университета. Она входит в команду астрономов под руководством своих коллег Джорджии Цулло и Франческо Ферраро, которые направили на загадочный объект космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST).

Что не так с Terzan 5

Формально Terzan 5 классифицируется как шаровое скопление — гигантская сфера из звезд общей массой в два миллиона солнечных и светимостью в 800 000 раз больше нашего Солнца. Проблема в том, что находится оно примерно в 18 800 световых годах от нас, прямо в центральном балдже Млечного Пути. Плотные облака межзвездной пыли сильно ослабляют его видимый блеск, из-за чего объект был открыт сравнительно поздно — лишь в 1968 году турецко-французско-армянским астрономом Агопом Терзаном, в честь которого и получил название.

Шаровые скопления обычно чрезвычайно древние и рождают все свои звезды в одной гигантской вспышке звездообразования. Возраст их звезд должен быть одинаковым — 12–13 миллиардов лет. Однако некоторые скопления демонстрируют присутствие двух, а то и более поколений звезд. Среди них — Омега Центавра, NGC 2808, NGC 1783 в нашей Галактике, а также NGC 411 в Малом Магеллановом Облаке и NGC 1696 в Большом. Ученые выдвигали несколько гипотез: возможно, это остатки ядер карликовых галактик, растерзанных приливными силами Млечного Пути, или скопления были достаточно массивны, чтобы удержать газ для новых звездных поколений.

Четыре поколения вместо одного

Когда телескоп «Хаббл» заглянул в Terzan 5 в 2009-м, а затем в 2016 году, выяснилось, что он тоже относится к числу «неправильных» скоплений с двумя популяциями звезд возрастом 12,5 и 4,7 миллиарда лет. Но даже «Хаббл» не мог рассмотреть его как следует из-за пылевой завесы.

JWST с его ближним инфракрасным зрением способен видеть сквозь пыль. «Новые наблюдения Уэбба, сопоставленные с архивными данными Хаббла, дали нам гораздо более ясную картину истории Terzan 5», — объясняет руководитель исследования, аспирантка Болонского университета Джорджия Цулло.

Данные JWST выявили еще два поколения звезд: одно возрастом 3,8 миллиарда лет, другое — 2,5 миллиарда. Четыре поколения звезд — это почти невозможно объяснить для шарового скопления. Именно поэтому команда пришла к выводу, что Terzan 5 — нечто гораздо более первозданное: уцелевший строительный блок галактического балджа, который так и не был до конца поглощен Млечным Путем.

«По какой-то причине этот причудливый звездный сгусток сформировался отдельно от балджа и не был разрушен, когда балдж образовывался, — поясняет Франческо Ферраро. — Сегодня мы называем Terzan 5 ископаемым фрагментом балджа, потому что он напоминает те первобытные сгустки, которые участвовали в его строительстве».

Дисковые галактики, подобные нашей, имеют две главные составляющие: относительно тонкий диск из спиральных рукавов и шарообразное ядро — балдж. Галактические балджи, как правило, являются старейшими частями галактик, формируясь за миллиарды лет до дисков. JWST наблюдает этот процесс в ранней Вселенной, выявляя комковатые молодые галактики. Но из-за огромных расстояний детали остаются не до конца ясными. Изучая Terzan 5 вблизи, мы можем впервые детально рассмотреть один из тех самых кирпичиков, из которых сложен центр нашей Галактики.

Охота за ископаемыми продолжается

Terzan 5, вероятно, не единственный ископаемый фрагмент. Помимо других подозрительных шаровых скоплений — некоторые из которых могут быть ядрами карликовых галактик — скопление Liller 1, расположенное еще ближе к центру Млечного Пути, обладает схожими свойствами, включая высокую концентрацию тяжелых элементов, произведенных несколькими поколениями умерших звезд.

Сейчас команда планирует изучить еще 40–50 шаровых скоплений в балдже, чтобы понять, являются ли они такими же ископаемыми фрагментами или обычными звездными роями.

Результаты исследования были представлены на 248-м съезде Американского астрономического общества в Пасадене (Калифорния), проходившем с 14 по 18 июня. Научная статья с описанием наблюдений JWST также опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источники: Astronomy & Astrophysics, 248-й съезд Американского астрономического общества (AAS 248), Университет Болоньи, NASA / ESA / CSA / JWST.