Посмотрите на диск любой большой спиральной галактики, и внешне он выглядит гладким, со звездами, равномерно распределенными по всему. Так что же происходит, когда галактика созревает, чтобы обеспечить плавное распределение, наблюдаемое в галактиках, таких как Млечный путь? Используя космический телескоп НАСА Spitzer, международная команда астрономов обнаружила потоки молодых звезд, вытекающих из их натальных коконов в далеких галактиках. Эти далекие реки звезд дают ответ на одну из самых фундаментальных загадок астрономии.
Астрономы знают, что скопления, из которых формируются звезды, начинают исчезать, когда их возраст достигает нескольких сотен миллионов лет. Считается, что это объясняется несколькими механизмами: некоторые скопления испаряются, когда случайные внутренние движения выбивают звезды одну за другой, а другие рассеиваются в результате столкновений между облаками, в которых они родились. При уменьшении масштаба до механизмов, действующих в больших масштабах, сдвиговые движения, вызванные вращением галактики вокруг ее центра, рассеивают скопления скоплений молодых звезд.
«Наш анализ теперь отвечает великой загадке. Найдя несметное количество потоков молодых звезд по всем дискам галактик, которые мы изучали, мы видим, что механизм разрыва скоплений молодых звезд - это сдвиговые движения родительской галактики. Эти потоки являются «недостающим звеном», нам нужно было понять, как диски галактик развиваются так, как они выглядят », - сказал руководитель группы Дэвид Блок из Университета Витватерсранда в Южной Африке.
Решающее значение для этого открытия было найти способ изобразить ранее спрятанные молодые звездные потоки в галактиках за миллионы световых лет. Для этого команда использовала инфракрасные наблюдения высокого разрешения от Spitzer.
Использование инфракрасного, а не видимого света для наблюдения за галактиками позволило группе выбрать звезды в нужном возрасте, когда звезды только начинают распространяться из своих скоплений.
«Спитцер наблюдает в инфракрасном диапазоне, где 100-миллионное население звезд доминирует над светом», - отметил соавтор Брюс Элмегрин из исследовательского отдела IBM в Нью-Йорке. «Более молодые области сияют больше в видимой и ультрафиолетовой частях спектра, а более старые области становятся слишком слабыми, чтобы их видеть. Таким образом, мы можем отфильтровать все звезды, которые нам не нужны, фотографируя с помощью инфракрасной камеры ».
Инфракрасный также важен, потому что свет в этой части спектра может проникать сквозь плотные пылевые облака, окружающие скопления, где образуются звезды.
«Пыль очень эффективно блокирует оптический звездный свет, - говорит Роберт Герз из Университета Миннесоты, - но инфракрасный свет с большей длиной волны распространяется прямо вокруг частиц пыли, блокируя наше зрение. Это позволяет более четко видеть инфракрасный свет от молодых звезд ».
Но даже когда изображения снимаются в инфракрасном диапазоне, на них по-прежнему преобладает свет от гладких старых дисков галактик, а не слабые следы молодых рассеивающихся скоплений. Специальные математические манипуляции были необходимы, чтобы выделить кластеры, чьи слабые следы все еще можно увидеть именно потому, что они не являются гладкими.
Член команды Иванио Пуэрари из Национального института астрофизики, Optica y Electronica в Пуэбле, Мексика, использовал технику, изобретенную математиком Жаном Батистом Фурье в начале 1800-х годов. Эта техника фактически является пространственным фильтром, который выделяет структуру в физическом масштабе, где происходит звездообразование. «Структуры нельзя увидеть на оригинальных изображениях Спитцера человеческим глазом», - отметил Пуэрари.
«Сочетание фильтрации Фурье и инфракрасных изображений позволило выделить области только правильного размера и нужного возраста. Тогда представить столько звездных потоков в дисках галактик было невозможно вообразить год назад. Это открытие продолжает подчеркивать огромный потенциал космического телескопа Спитцера, который может внести вклад, о котором никто из нас не мог и мечтать », - прокомментировал Джованни Фацио из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, руководитель проекта команды Spitzer Infrared Array Camera. фотографии и соавтор открытия.
«Галилей, как астроном и математик, был бы горд. Это замечательное взаимодействие между использованием астрономических наблюдений, математики и компьютеров, ровно 400 лет с тех пор, как Галилей использовал свой телескоп для исследования нашей галактики Млечный Путь в 1609 году », - сказал Фацио.
Источник: Спитцер
