Тарантул, который потерял свой свет

Исследования в области астрономии часто начинаются с неожиданных загадок. Одной из таких является история, связанная с Большим Магеллановым Облаком — небольшой галактикой, расположенной на расстоянии около 160,000 световых лет от Земли. В этом звездном nursery, получившем название Небула Тарантул, официальное обозначение 30 Дорада, сосредоточено множество молодых массивных звезд, которые все еще сбрасывают газ и пыль, в которых они родились.

Астрономы исходили из разумных предположений о поведении звезд в этом регионе. Молодые массивные звезды выбрасывают мощные ветры, которые должны сталкиваться с окружающим газом, нагревая его до миллионов градусов и вызывая излучение в рентгеновском диапазоне. Исследователи уже изучили, сколько энергии выделяют эти звездные ветры и как это должно влиять на окружающую среду. Однако наблюдения показали, что Небула Тарантул не светится так ярко в рентгеновских лучах, как ожидалось.

Команда ученых, возглавляемая Дженнифер Родригес из Университета штата Огайо, решила разобраться в этом парадоксе, собрав данные сразу с четырех космических телескопов: рентгеновского телескопа Чандра, инфракрасного телескопа Джеймса Уэбба, оптического телескопа Хаббл и архивные данные от ныне снятого с эксплуатации телескопа Спитцер. В результате был создан впечатляющий составной снимок, который выглядит как слои цветного целлофана. Рентгеновские данные Чандра отображаются синим цветом, показывая газ, нагретый ударными волнами, аналогично звуковому удару от реактивного самолета. Инфракрасные данные Уэбба представлены красным, открывая тысячи скрытых молодых звезд и холодную пыль, которая в будущем станет основой для новых звезд и планет. Хаббл добавляет зеленый цвет, выделяя более теплый водородный газ и отдельные звезды, пронизывающие туманность. В местах, где все три изображения пересекаются, появляется оранжевый, желтый и золотой оттенки.

Научные выводы, основанные на этом изображении, оказались весьма интересными. Исследователи пришли к выводу, что Тарантул теряет свою энергию через три различных механизма. Почти половина горячего газа, по их данным, уходит через стенки окружающих газовых и пылевых структур. Часть газа охлаждается в результате турбулентного смешивания с более холодным газом поблизости. Кроме того, некоторые излучения теряются в результате теплопроводности — горячий газ, находясь в непосредственном контакте с холодным, выравнивает свою температуру, как сковорода остывает после снятия с плиты. Ни один из этих процессов в отдельности не может полностью объяснить недостачу энергии, но вместе они дают полное представление о ситуации.

Эта история подчеркивает, что даже в туманности, которую астрономы изучают на протяжении десятилетий, все еще остаются нерешенные проблемы. Для их решения потребовалось объединение усилий четырех телескопов, трех космических агентств и одной очень терпеливой команды исследователей.