Тарантул, який втратив своє полум'я

Вивчення космосу завжди пов'язане з несподіваними загадками. Ця історія починається в Великій Магеллановій Хмарі, невеликій супутниковій галактиці, що знаходиться приблизно за 160,000 світлових років від нас, у зоряному дитячому садку, який астрономи назвали Тарантуловою туманністю. Офіційно це 30 Дорада, і це одна з найактивніших зон формування зірок поблизу Чумацького Шляху, заповнена тисячами молодих, масивних зірок, які все ще викидають газ і пил, в яких вони народилися.

Астрономи мали обґрунтовані очікування щодо цього регіону. Молоді масивні зірки викидають потужні вітри, які, за розрахунками, повинні нагрівати навколишній газ до мільйонів градусів, випромінюючи рентгенівські промені. Дослідники вже вивчили, скільки енергії ці зоряні вітри вивільняють і який вплив це має. Математичні моделі вказували на те, що Тарантул має яскраво світитися в рентгенівському світлі. Але цього не сталося.

Раніше зроблене зображення 30 Дорада, яке поєднує рентгенівські дані Chandra з інфрачервоними даними Webb — глибоке, розмите рентгенівське світло тут є сигналом, який дослідники виявили менш яскравим, ніж їхні моделі прогнозували (Кредит: Рентген: NASA/CXC; Інфрачервоний: NASA/ESA/CSA/STScI)

В туманності виявилося значно менше газу, що випромінює рентгенівські промені, ніж передбачали моделі, що стало приводом для детальнішого дослідження. Де ж поділася величезна кількість енергії? Ніхто не міг дати чіткої відповіді.

Щоб знайти відповідь, команда під керівництвом Дженніфер Родрігес з Огайо зібрала дані з чотирьох космічних телескопів одночасно: рентгенівське зображення Chandra, інфрачервоні дані Webb, оптичний огляд Hubble та архівні дані з тепер уже закритого телескопа Spitzer. Результатом стало вражаюче композитне зображення, створене, як шари кольорового целофану. Рентгенівські промені Chandra зображені синім, відстежуючи газ, надзвичайно нагрітий ударними хвилями, подібно до звукового удару від літака. Інфрачервоне випромінювання Webb показано червоним, відкриваючи тисячі вбудованих молодих зірок і холодний пил, який колись стане основою для нових зірок і планет. Hubble доповнює зображення зеленим, підкреслюючи теплі водневі гази та окремі зірки, що проходять через туманність. У місцях, де всі три зображення накладаються, в центрі композиції, виникає відтінок оранжевого, жовтого та золотого.

Рентгенівська обсерваторія Chandra NASA, космічний телескоп, відповідальний за глибокий рентгенівський шар у новому композиті Тарантулової туманності, і інструмент, який вперше виявив розрив між прогнозованою та спостережуваною яскравістю рентгенівських променів у туманності (Кредит: NASA/CXC)

Наукові висновки з цього зображення виявилися ще більш цікавими. Команда дійшла висновку, що Тарантул втрачає свою енергію через три окремі шляхи, які працюють разом. Майже половина гарячого газу, здається, витікає прямо через стіни навколишніх газових і пилових структур. Частина охолоджується через турбулентне змішування з холоднішим газом поблизу. А частина, за припущенням команди, втрачає тепло через просту теплопровідність, коли гарячий газ безпосередньо контактує з холоднішим газом, вирівнюючи температуру, як це відбувається з сковорідкою, коли її знімають з вогню. Жоден з цих трьох процесів окремо не пояснює нестачу, але разом вони це роблять. Ця історія нагадує про те, що навіть у туманності, яку астрономи досліджують десятиліттями, все ще існує нерозгадана проблема, яка потребує уваги. Для її вирішення знадобилося чотири телескопи, три космічні агентства та одна дуже терпляча команда дослідників.