Мессьє 77 — одна з найвідоміших спіральних галактик серед астрономів, і не випадково. Вона розташована лише 45 мільйонів світлових років від Землі, у сузір'ї Кита, а це за космічними масштабами відносно близько. Така близькість дозволяє розгледіти деталі, які в інших галактиках просто губляться. Нове зображення від James Webb Space Telescope, зняте інструментом MIRI у середньому інфрачервоному діапазоні, показує M77 з деталізацією, якої раніше не було.
Дані для цього зображення отримали в рамках спостережної програми #3707, яка досліджувала масивні зорероджуючі галактики поблизу Чумацького Шляху. Мета — створити багатий набір даних для вивчення циклу народження, життя і смерті зірок. M77 стала одним із найяскравіших прикладів цього циклу.
Чорна діра світить яскравіше за всю галактику
У центрі M77 приховане активне галактичне ядро (AGN) — компактна область, заповнена розігрітим газом. Вона настільки яскрава, що перевершує світність усієї решти галактики разом узятої, і навіть перевантажує можливості камер Webb.
Джерело цієї енергії — надмасивна чорна діра масою 8 мільйонів Сонць. Газ із центральних областей галактики притягується її гравітацією і виходить на тісну, швидку орбіту навколо чорної діри. Там речовина зіштовхується, розігрівається і випромінює величезну кількість енергії.
На зображенні від центру M77 розходяться яскраві оранжеві промені. Це не реальна структура галактики, а оптичний ефект — дифракційні промені. Вони виникають через дифракцію світла на краях шестикутних дзеркальних панелей Webb та на одній зі стійок, що утримують вторинне дзеркало. Такий візерунок із шести довгих і двох коротших променів однаковий для будь-якого знімка телескопа, але з'являється лише тоді, коли джерело світла дуже яскраве й компактне. Найчастіше це зірки, але яскравість ядра M77 достатня, щоб створити той самий ефект.
Бар і кільце зорероджування, невидимі у звичайному світлі
M77 відома не лише активним ядром, а й високою інтенсивністю зореутворення. У ближньому інфрачервоному діапазоні Webb показав перемичку (бар), що перетинає центральну область галактики. У видимому світлі цей бар непомітний.
Бар оточений яскравим кільцем — так званим кільцем зорероджування (starburst ring), утвореним внутрішніми кінцями двох спіральних рукавів M77. Такі області характеризуються надзвичайно високими темпами народження зірок. Кільце має діаметр понад 6000 світлових років і демонструє інтенсивне та широко поширене зореутворення — на зображенні воно видиме як щільно розташовані оранжеві бульбашки по всьому кільцю. Завдяки близькості M77 це кільце стало одним із найдетальніше вивчених прикладів подібного явища.
Вихор пилу і щупальця водню за межами диска
Диск активної спіральної галактики, як M77, наповнений газом і пилом — водночас продуктом і паливом для майбутнього зореутворення. MIRI дозволив побачити світіння пилових зерен на довших хвилях, показане на зображенні синім кольором. Пил утворює гігантський вихор із димчастих закручених волокон із порожнинами між ними. Уздовж рукавів галактики добре видно оранжеві бульбашки, розчищені молодими скупченнями зірок.
За межами чіткого поля зору Webb рукави M77 зливаються в тонке розширене кільце водневого газу шириною тисячі світлових років, де також триває зореутворення. Крізь це кільце тягнуться протяжні тонкі волокна водню, що виходять у міжгалактичний простір, формуючи щось на зразок зовнішнього шару навколо галактики.
Саме через щупальцеподібну форму цих волокон M77 отримала неофіційну назву — галактика Кальмар. Роздільна здатність приладів Webb дозволяє розгледіти в цій галактиці зоряні скупчення й багаті резервуари газу, які надалі можна використати для дослідження циклу зореутворення у M77 та подібних до неї галактиках.
