«Экстремальное похолодание»: объяснена вспышка звездообразования в скоплении галактик Феникс
Благодаря орбитальному телескопу «Уэбб» астрофизикам наконец удалось выяснить, почему гигантское скопление галактик под названием Феникс с сумасшедшей скоростью формирует новые звезды. В ходе обследования его ядра в инфракрасном спектре стало понятно: оно по какой-то причине активно остывает, вырабатывая колоссальные объемы холодного газа. Согласно оценкам ученых, этого топлива хватит для образования десятков тысяч новых светил.
Скопление Феникс астрофизики открыли в 2010 году при помощи расположенного в Антарктиде Южного полярного телескопа. Состоящее из более чем тысячи галактик (и расположенное в 5,8 миллиарда световых лет от нас) оно оказалось самым массивным из известных астрономической науке. Но не масса привлекла повышенное внимание ученых, а нечто другое. Дело в том, что старые космические формации такого масштаба обычно являются «красными и мертвыми» — после исчерпания запасов холодного газа там полностью или почти полностью угасают процессы звездообразования.
Но Феникс — совсем другое дело. Здесь новые звезды создаются ошеломительными темпами — как на конвейере: со скоростью более 1000 штук в год. Для сравнения,: предыдущий «рекордсмен» едва «тянул» около 100 светил ежегодно, а в Млечном Пути за тот же период появляется эквивалент всего двух Солнц.
Отсюда и громадная яркость Феникса, которая позволила обнаружить его даже на столь внушительном расстоянии. Неудивительно, что с момента открытия ученые неоднократно пытались разгадать его тайну. Благодаря этим попыткам было установлено, что в центре скопления находятся огромные объемы раскаленного газа (от 600 000 К и больше) и чрезвычайно холодного (с температурой всего 10 градусов по Кельвину). Но не было замечено ничего «промежуточного» — так называемого «теплого» газа. Откуда в таком случае взялось сверххолодное звездное топливо — возможно, со стороны?
На этот вопрос удалось ответить лишь после того, как к исследованиям подключили инфракрасный телескоп нового поколения — «Уэб». Направив на скопление MIRI, физики провели 12-часовую «фотосессию» в среднем инфракрасном диапазоне, в поисках той самой длины волны, которая соответствует остывающему газу. В результате ученым удалось составить первую карту внутренних областей ядра Феникса (на второй иллюстрации) — ранее такая детализация была попросту невозможна.
Так наконец был найден тот самый «теплый» газ — раскаленный «всего» до 300 000 градусов по Кельвину. Это значит, что он не мигрировал внутрь Феникса откуда-то извне, а образовался здесь же, на месте. Правда, непонятно, благодаря какому конкретно механизму.
Астрофизики выдвинули два предположения. Первый: Феникс прямо сейчас проходит через некую стадию развития, общую для всех скоплений, просто очень редкую (поэтому он единственный, у кого она наблюдается). И второй: это скопление уникально своей способностью охлаждать объем газа, равный по массе 20 тысячам Солнц. Какая из гипотез верна — еще предстоит выяснить. Тем временем российско-немецкая команда астрономов с помощью «Спектра-РГ» открыла еще одно скопление — почти такое же гигантское, как Феникс.
