Теория большого взрыва: Телескоп "Хаббл" взбудоражил учёных странными фотографиями звёздного неба

28 ноября в Центре космических полётов NASA имени Годдарда сообщили о том, что телескоп "Хаббл" сфотографировал звёздное скопление Писмис 26. Оно удалено от Земли на 23 тысячи световых лет и расположено в созвездии Скорпиона. Отмечается, что Писмис 26 находится рядом с ядром Млечного Пути и лежит внутри заполненной космической пылью выпуклости.

По сути, это шаровое скопление, то есть группа звёзд, сцепившихся в общность за счёт взаимного притяжения. Наибольшая концентрация звёзд в таких скоплениях тяготеет к центру структуры.

Всего в Млечном Пути обнаружено около 180 шаровых скоплений, если считать вместе с кандидатами. В структуру скоплений зачастую входят ранние звёзды, ровесницы Галактики. При этом происхождение и роль этих объектов в галактической эволюции до сих пор не ясны. Сейчас это объекты особого внимания для учёных.

Изучение шаровых скоплений было бы невозможно без телескопа "Хаббл", который начал работать в 1990 году. Он охватывает оптический и ультрафиолетовый диапазон и даже немного заходит в инфракрасный. Разрешение "Хаббла" десятикратно превышает возможности земных телескопов. Незаменимый инструмент, если речь идёт о шаровых звёздных скоплениях.

В случае со звёздным скоплением Писмис 26 учёные использовали "Хаббл" для изучения видимого и инфракрасного света. И на второй пришлась большая часть информации.

О самом скоплении известно с 1959 года, и открыла его армянская женщина-астроном Пэрис Писмис. Она же составила каталог из 22 открытых скоплений и двух шаровых скоплений.

Долгое время у учёных не было соответствующих инструментов, а также наработанных методик, чтобы более детально изучить эти скопления. Эдвин Хаббл, в честь которого и был назван телескоп, первым начал вести классификацию галактик и распределять их структурные элементы по типам и подтипам. С одной стороны, это ускорило процесс, с другой, как будет ясно ниже, внесло некоторую путаницу.

Фотографии "Хаббла" — это не совсем фотоснимки в бытовом понимании. Большая часть информации из космоса недоступна в оптическом диапазоне. Именно разнообразные фильтры аппаратуры телескопа позволяют ему улавливать данные из разных спектров. Уже потом астрономы, находясь на Земле, сводят их в единое целое и получают полноценную картинку. Это, как правило, коллективная работа, зачастую к ней привлекают волонтёров из Galaxy Zoo. Видимо, так получили и изображение скопления Писмис 26.

Скопление Писмис 26 находится недалеко от центра нашей Галактики, рядом со звёздами, окружающими чёрную дыру. Поскольку Писмис 26 находится в месте повышенного скопления пыли, это провоцирует своеобразные оптические преломления. Пыль рассеивает синий свет с короткой волны, но пропускает через себя красный свет с более длинной волны. По оптическому и инфракрасному спектру можно определить степень покраснения, вычислить возраст скопления, а также определить металличность скопления.

Металличность — это степень содержания элементов тяжелее водорода и гелия в звёздах. Например, азота. Обычно такие скопления состоят из звёзд поколения II, где металличность минимальна. Но Писмис 26, судя по высокой металличности, состоит из звёзд поколения I.

Как правило, эти металлы распространялись по Вселенной благодаря взрывам сверхновых звёзд. Но, учитывая подвижность звёздных классификаций, здесь всё не так просто. Помимо звёзд поколения I в скоплении Писмис 26 также есть звёзды поколения II и даже поколения III. То есть это такой звёздный ковчег. Сейчас учёным интересно подробнее изучить ход эволюции скопления Писмис 26. Из-за гравитационного воздействия оно явно потеряло значительную часть своей массы, включая внешние слои.

Известен возраст скопления Писмис 26. Он составляет 12 миллиардов лет. Млечному Пути примерно 14 миллиардов лет, так что Писмис 26 — один из наиболее древних объектов Галактики. Вопрос в том, все ли звёзды из скопления Писмис 26 образовались внутри Млечного Пути или были также занесены туда соседними галактиками-спутниками. По многим признакам скопление Писмис 26 похоже на Омегу Центавра Млечного Пути и Mayall II в галактике Андромеды.

При этом остаётся множество вопросов. Если скопления поколения II ранее представляли собой ядра карликовых галактик, поглощённых гигантскими галактиками, то скопление Писмис 26 родилось внутри Млечного Пути. Но присутствие внутри данного скопления звёзд других поколений может свидетельствовать о том, что в его образовании также поучаствовали карликовые галактики. Но это пока гипотеза.

Что это? Аномалия или пока не разгаданный астрономами парадокс, вызванный отсутствием части данных? Можно сказать, что с помощью телескопа "Хаббл" учёные получили не просто "красивую звёздную россыпь" (тысячи ярких звёзд на чёрном фоне и тысячи красных и голубых звёзд по краям), снимком которой можно украсить рабочий стол на компьютере, но и некую задачу, которую необходимо решать.

Какие в связи с этим перед учёными стоят задачи? Нужно подробнее изучить звёзды, входящие в Писмис 26, их химический состав, установить точный возраст каждой из них, затем с помощью имеющихся инструментов выяснить, на каком этапе данное скопление потеряло большую часть массы.

И тут нужно внести момент ясности. Учёные в своё время долго бились со скоплением Омега Центавра. Сначала его считали звездой, потом туманностью, а позднее — звёздным скоплением. При этом была сделана пометка, что Омега Центавра когда-то была галактикой. И до сих пор точка в данном вопросе не поставлена. Ведь уже существует мнение, что шаровые скопления и карликовые галактики — трудноразличимые объекты одного порядка. По сути, может быть путаница в терминах, вызванная классификацией Эдвина Хаббла, а из-за неё и путаница в выводах.

И если следовать аналогии, то скопление Писмис 26 очень похоже по своей пограничности на скопление Омега Центавра. Да, оно намного меньше, но по многим свойствам, в том числе по разнообразию поколений звёзд, а также по высокой металличности, идентично. И ведь когда-то скопление Омега Центавра тоже считалось исключением из правил. А теперь им может стать Писмис 26. Соответственно, у учёных много предположений, но каждое из них требует дальнейшей проработки.

Какие перспективы это имеет для науки? Это как минимум позволит более подробно изучить эволюцию Млечного Пути на ранних этапах, степень взаимодействия с соседними галактиками, а также прояснить не выявленные ранее особенности процесса образования звёздных скоплений.