Молекулярные облака.Wikimedia
Международная команда астрономов обработала данные телескопов «Джеймс Уэбб» и ALMA, восстановив детальную картину жизни гигантских молекулярных облаков в 66 ближайших галактиках. Эти облака, состоящие из межзвёздного газа и пыли, служат основными резервуарами, где рождаются новые светила.
Понимание того, как эволюционируют гигантские молекулярные облака (ГМО), необходимо для объяснения роста и изменения самих галактик. Учёные из Боннского университета проанализировали каталог PHANGS, включающий 108 466 таких объектов, идентифицированных с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб».
Данные наземного телескопа ALMA были сопоставлены с моделью функции масс ГМО (GMCMF). Эта модель предполагает, что рождение и разрушение облаков определяются главным образом расширяющимися зонами ионизированного водорода (HII), вспышками сверхновых и радиационным давлением от молодых звёзд.
Оказалось, что массивные спиральные облака доминируют по массе в центральных областях галактик, спиральных рукавах и дисках. В перемычках (барах) и межрукавном пространстве их доля заметно ниже. Ключевой результат — временны́е масштабы существования облаков.
Облака массой менее 100 тысяч солнечных масс формируются примерно за 20 миллионов лет. Для более тяжёлых собратьев этот процесс может растягиваться до 100 миллионов лет. При этом скорость роста облака систематически меняется в зависимости от его положения внутри галактики.
В регионах с высокой поверхностной плотностью молекулярного газа и интенсивным звездообразованием облака растут быстрее. Самые короткие времена роста — около 16 миллионов лет — зафиксированы в центрах галактик. Это на 5–10 миллионов лет меньше, чем в спиральных рукавах или дисках.
Важное наблюдение касается эффективности превращения газа в звёзды. За весь свой срок жизни типичное ГМО преобразует в светила лишь около 1% своей массы. Хотя газ мог бы коллапсировать под действием собственной гравитации за 5–20 миллионов лет, реальные процессы идут гораздо медленнее.
Время сдвига и орбитальное время (60–200 миллионов лет) оказались намного больше, чем время свободного падения. Это означает, что эволюция облаков разворачивается в масштабах, значительно меньших, чем галактическое вращение. «Такая картина согласуется с тем, что сборка, коллапс и разрушение облака совместно регулируются самогравитацией, обратной связью от звёзд и крупномасштабными потоками газа», — резюмируют авторы. Исследование пока опубликовано на сервере препринтов arXiv.
