В Млечном Пути намного больше межзвёздного газа, чем считалось

Наблюдения «Гершеля» показали, что исходного материала для образования звёзд в нашей Галактике куда больше, чем ожидалось.

Основная часть обычной материи находится не там, где светло, а там, где она находится. Ситуация эта несколько неприятна для астрономов, поскольку там всё это богатство трудно разглядеть, а ведь именно из такого не слишком заметного телескопам газа (в основном водорода) и формируется звёзды и планетные системы.

Вновь найденный газ (средний диск) можно встретить значительно дальше от галактического ядра, нежели молекулярный водород, известный ранее. (Здесь и ниже иллюстрации NASA / JPL-Caltech, ESA.)

Новое исследование, предпринятое международной группой астрономов под руководством Хорхе Пинеды (Jorge Pineda) из Лаборатории реактивного движения НАСА, опираясь на данные космического телескопа «Гершель», постулирует: предшествующие оценки количества межзвёздного газа в нашей Галактике существенно расходились с действительностью.

Чтобы точнее представить себе наличие водорода в таких районах, учёные использовали новый «маркер», позволяющий выявить газ, иными средствами крайне плохо различимый.

Десятилетиями в качестве маркера водорода использовался угарный газ, молекулы которого обычно идут с межзвёздным водородом рука об руку. Угарный газ значительно более заметен в космосе, поэтому его роль «наводчика» была весьма востребована. Однако там, где газ только начинает накапливаться (самая ранняя стадия формирования звёзд из межзвёздного газа), ещё нет CO. Дело в том, что процессы, активно генерирующие его в таких местах, не успели запуститься. А вот ультрафиолетовое излучение других звёзд регулярно разрушало молекулы монооксида углерода. Чтобы защитить угарный газ от УФ-излучения, нужны пылевые частицы, возникающие в нужной концентрации только тогда, когда гравитация сосредоточила значительное количество газа и пыли в одном месте — именно там, где рождается звезда.

Поэтому на сей раз был использован иной маркер — ионизированный углерод. Хотя эпизодически его уже наблюдали, только данные «Гершеля» позволили составить целостную картину его распределения по Млечному Пути.

Выяснилось, что молекулярный водород, найденный по ионизированному углероду, составляет не менее 30% от всего молекулярного газа нашей Галактики. Иными словами, межзвёздного газа, служащего исходным строительным материалом для звёзд, значительно больше, чем считалось. Что не менее важно, он распределён в пространстве не так, как молекулярный водород, ранее обнаруженный по сопутствующему угарному газу. Если последний концентрируется в диске диаметром в какие-то 13 тыс. световых лет, то есть не слишком удалён от ядра Галактики, то найденный по углероду газ лежит в 13 000–36 000 световых лет от центра Млечного Пути.

График показывает плотность молекулярного газа в диске Млечного Пути как функцию от удалённости относительно центра нашей Галактики. Хорошо видна разница между водородом, найденным по угарному газу (серый), и по той его части, что видна только благодаря ионизированному углероду (красный). Общее распределение, учитывающее оба компонента, показано чёрным.

Поскольку такой водород более разряжен, он не может напрямую участвовать в звездобразовании: предварительно ему нужно скопиться в каком-то месте, чтобы достичь соответствующей концентрации. Однако сам факт его существования говорит о том, что у Млечного Пути значительно больше сырья для генерирования новых светил, а значит, в перспективе он сможет образовать их куда больше, чем предполагалось.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Astronomy & Astrophysics, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Европейского космического агентства.