До четвертої річниці наукової роботи космічний телескоп James Webb (NASA/ESA/CSA) отримав нові знімки галактики Центавр A. Там, де раніше проглядалися лише суцільні темні смуги пилу, тепер видно мільйони окремих зірок.

Центавр A (інша назва — NGC 5128) розташована за 11 мільйонів світлових років від Землі. За космічними мірками це близько. Але на відміну від більшості сусідніх галактик, вона дуже активна. Це робить її зручною лабораторією для вивчення того, як галактики та чорні діри ростуть і змінюються разом.

Що ховає пил у центрі Центавра A

У центрі галактики сидить надмасивна чорна діра, яка активно поглинає навколишню речовину. При цьому вона викидає потужні струмені й вивільняє велику кількість енергії, формуючи галактику довкола себе.

Центавр A несе сліди бурхливого минулого. Приблизно два мільярди років тому вона зіткнулася з іншою галактикою. Наслідки того злиття помітні досі — в її незвичній структурі та тривалому зореутворенні.

У видимому світлі щільні смуги пилу приховують центральні області: пил поглинає світло зірок за ним. Телескоп Hubble у видимому діапазоні не міг розгледіти центр. Телескоп Spitzer бачив в інфрачервоному лише великі структури, не розрізняючи окремих зірок.

Як інфрачервоний погляд розкладає галактику на зірки

Webb працює в ближньому та середньому інфрачервоному діапазоні. Інфрачервоне випромінювання проходить крізь пил краще, ніж видиме світло. Завдяки цьому телескоп зазирнув під пилові смуги.

Те, що на комбінованому знімку інструментів MIRI (середній інфрачервоний) та NIRCam (ближній інфрачервоний) виглядає «зернистим», насправді є щільним полем окремих зірок. Кожна така зірка несе інформацію про минуле галактики.

Це перетворює спостереження на своєрідну галактичну археологію. За окремими зірками астрономи відновлюють хронологію подій: коли сформувалися старіші зірки, коли активність сповільнилася, коли стався сплеск зореутворення під час зіткнення та коли народилися зірки з газу, збуреного після нього.

Знімок MIRI показує багаті пилові структури. Через центр проходить викривлена смуга, схожа на паралелограм. Помітна також незвична фігура у формі літери «S». Що її створило й наскільки на неї впливає чорна діра — питання, які потребують подальшого вивчення. Багато червоних точок на знімку — це зірки, багаті на пил, або зоряні ясла, де старіючі зірки скидають речовину або народжуються нові.

Що показала спектроскопія руху газу

Можливості Webb не обмежуються знімками. Аналізуючи світло методом спектроскопії (розкладання світла на складові), астрономи вимірюють, як рухається газ усередині галактики.

Перші результати показують швидкий іонізований газ, що витікає назовні. Ймовірно, його розганяє активність чорної діри. Ближче до центру виявлено тепліший молекулярний водень у викривленому диску, що обертається.

Ці спостереження допомагають підступитися до одного з найбільших питань астрономії: як чорна діра впливає на цілу галактику. Відповідь виглядає складною. Чорна діра може запускати зореутворення, стискаючи газ, але водночас і гальмувати його, відкидаючи речовину. Центавр A дає рідкісну нагоду розглянути цю взаємодію зблизька.

Чотири роки роботи Webb

Знімки приурочені до чотирьох років наукової роботи телескопа. За словами команди місії, Webb весь цей час показує результати, кращі за очікувані.

Лише за минулий рік телескоп знайшов нові свідчення планети біля Альфи Центавра — за чотири світлові роки від Сонця, склав карту верхньої атмосфери й полярних сяйв Урана, а також виявив у ранньому Всесвіті надновy, що спалахнула всього через 730 мільйонів років після Великого вибуху — найранішу з відомих.

Центавр A — давно відома галактика. Але саме інфрачервоний погляд перетворив звичний обʼєкт на значно детальнішу картину, де видно й пил, і окремі зірки, і рух газу біля надмасивної чорної діри.