Памятник космическому круговороту жизни
Нам может казаться, что это не так, но пространство между звездами не совсем пусто. В темноте дрейфуют непрочные и не очень непрочные облака газа и пыли.
Область космоса, расположенная на расстоянии около 700 световых лет от нас, является интересным исключением. Там, среди созвездий Персея и Тельца, астрономы обнаружили большую сферическую пустоту диаметром более 500 световых лет. По ее периметру расположены молекулярные облака Персея и Тельца - плотные облака холодного газа и пыли, в которых формируются звезды.
Эта пустота называется оболочкой Пер-Тау и, по-видимому, является результатом взрыва по крайней мере одной гигантской сверхновой миллионы лет назад. Вероятно, это явление сжало и запустило процесс звездообразования в двух молекулярных облаках.
"Сотни звезд формируются или уже существуют на поверхности этого гигантского пузыря", - говорит астрофизик-теоретик Шмуэль Биали из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA).
У нас есть две теории - либо одна сверхновая взорвалась в ядре этого пузыря и вытолкнула газ наружу, образовав то, что мы сейчас называем "Сверхновая оболочка Персея-Тельца", либо серия сверхновых, происходивших в течение миллионов лет, создала ее со временем".
Составление карты космоса - непростая задача. В двух измерениях это довольно просто, но третье измерение - глубина - требует немного больше работы. У нас есть несколько способов сделать это, но в наших знаниях есть пробелы, и остается много неопределенностей.
Для изучения молекулярных облаков Персея и Тельца исследователи использовали данные Gaia, спутниковой обсерватории Европейского космического агентства, которая с 2013 года работает над составлением трехмерной карты галактики Млечный Путь с максимально возможной детализацией и точностью. Это один из самых мощных инструментов, помогающих нам понять архитектуру - и, следовательно, историю - нашей родной галактики.
Эти данные были проанализированы с помощью программного обеспечения для визуализации под названием glue, которое позволяет ученым создавать интерактивные трехмерные визуализации. На основе этого астрономы смогли построить трехмерные карты газа в этих и других молекулярных облаках, представленные в отдельной статье.
"Мы могли видеть эти облака на протяжении десятилетий, но никогда не знали их истинную форму, глубину или толщину. Мы также не знали, насколько далеко находятся облака", - говорит астроном Кэтрин Цукер, также из Гарвард-Смитсоновского центра CfA.
"Теперь мы знаем, где они находятся, с погрешностью всего в 1%, что позволяет нам различить эту пустоту между ними".
Согласно анализу команды Биали, почти сферическая пустота, скорее всего, является результатом мощного взрыва сверхновой, посылающего ударную волну во всех направлениях в межзвездное пространство. Расширяясь, ударная волна вдавливает и сжимает материал в межзвездной среде, поднимая его вверх и создавая сферическую оболочку.
По словам ученых, это также показывает, как молекулярные облака могут быть запущены в процесс звездообразования.
"Существует много различных теорий о том, как газ перестраивается для формирования звезд", - сказал Цукер.
"В прошлом астрономы проверяли эти теоретические идеи с помощью моделирования, но впервые мы можем использовать реальные - не смоделированные - 3D-виды, чтобы сравнить теорию с наблюдениями и оценить, какие теории работают лучше".
Считается, что образование звезд происходит, когда более плотная область в молекулярном облаке разрушается, вращаясь, под действием собственной гравитации. Когда ударная волна от сверхновой расширяется в окружающее пространство, она может взметнуть газ в межзвездной среде, образуя молекулярные облака с плотными областями, в которых затем начинают формироваться звезды.
Именно это, по мнению команды, произошло с оболочкой Пер-Тау. Между 6 и 22 миллионами лет назад, согласно их реконструкции, многочисленные сверхновые звезды вырезали полость в межзвездной среде. Это привело к образованию оболочки и молекулярных облаков Персея и Тельца. В настоящее время пузырь, похоже, больше не расширяется - теперь он служит памятником космическому круговороту жизни.