Телескоп Вебба виявив звуковий удар, більший за Чумацький Шлях

Ударні хвилі в результаті сильного зіткнення між галактикою -порушником і Квінтетом Стефана допомагають астрономам зрозуміти, як турбулентність впливає на газ у міжгалактичному середовищі. Нові спостереження за допомогою великого міліметрового/субміліметрового масиву Atacama (ALMA) і космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) показали, що звуковий удар у кілька разів перевищує розміри Чумацького Шляху, запустив завод з перероблення теплого та холодного молекулярного водню. Мало того, вчені виявили розпад гігантської хмари на туман теплого газу, можливе зіткнення двох хмар, утворюючи навколо них бризки теплого газу, і утворення нової галактики. Спостереження були представлені в понеділок, 9 січня 2023 року, на прес-конференції на 241-му засіданні Американського астрономічного товариства (AAS) у Сіетлі, штат Вашингтон.

Квінтет Стефана — це група з п’яти галактик — NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319 і NGC 7320 — які зазвичай розташовані на відстані приблизно 270 мільйонів світлових років від Землі в сузір’ї Пегаса. Група забезпечує незайману лабораторію для вивчення зіткнень галактик та їх впливу на навколишнє середовище. Як правило, зіткнення та злиття галактик викликають сплеск зореутворення; це не так у квінтеті Стефана. Натомість ця бурхлива діяльність відбувається в міжгалактичному середовищі, якомога далі від галактик у місцях, де практично немає зореутворення, яке заважає огляду.

Астрономи використовували великий міліметровий/субміліметровий масив Atacama (ALMA) і космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), щоб дізнатися, що саме відбувається у квінтеті Стефана, де гарячий, теплий і холодний молекулярний газ поводяться трохи дивно. У цьому анімаційному відео висвітлюються спостережні поля 4, 5 і 6, області, де команда виявила, що турбулентність, спричинена гігантською ударною хвилею, створила переробний завод для теплого та холодного молекулярного газу та спричинила дивну структурну поведінку Квінтету. Поле 6 показало перші ознаки заводу з перероблення сміття, причому область розтягувала гігантську хмару холодних молекул у хвіст теплого молекулярного водню. Поле 5 приголомшливо виявило високошвидкісне зіткнення, коли куля газу пройшла крізь молекулярну хмару, утворивши кільце та з’єднавши дві хмари холодного газу. Поле 4, найнормальнішим є відносно стабільне середовище, що дозволяє рости, можливо, невеликій карликовій галактиці. 

Це чисте вікно у Всесвіт дозволило астрономам спостерігати за тим, що відбувається, коли одна з галактик, NGC 7318b, різко вдирається в групу з відносною швидкістю приблизно 800 км/с. З такою швидкістю подорож від Землі до Місяця займе всього вісім хвилин. «Коли цей зловмисник врізається в групу, він стикається зі старим газовим стримером, який, ймовірно, був спричинений попередньою взаємодією між двома іншими галактиками, і викликає утворення гігантської ударної хвилі», — сказав Філіп Епплтон, астроном і старший вчений IPAC Каліфорнійського технологічного інституту та провідний дослідник проєкту. «Коли ударна хвиля проходить через цю грудкувату стрічку, вона створює дуже турбулентний або нестабільний шар охолодження, і саме в регіонах, уражених цією бурхливою діяльністю, ми бачимо несподівані структури та перероблення молекулярного газоподібного водню. Це важливо, тому що молекулярний водень утворює сировину, яка в кінцевому підсумку може сформувати зірки, тому розуміння його долі розповість нам більше про еволюцію квінтету Стефана та галактик загалом».