JWST pažvelgė į Kalmaro galaktikos širdį: aptiko paslėptą struktūrą ir naujų užuominų

Infraraudonieji duomenys atvėrė centrą

Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) Kalmaro galaktikos, dar žinomos kaip M77 arba NGC 1068, centre atskleidė iki šiol sunkiai įžiūrimą struktūrą. Nauji stebėjimai atlikti artimojo ir vidutinio infraraudonojo spektro diapazonuose, todėl pavyko prasiskverbti pro tankius dulkių sluoksnius.

M77 yra viena geriausiai tirtų aktyvių galaktikų, nes yra palyginti netoli Paukščių Tako, maždaug už 35 mln. šviesmečių. Dėl ryškumo ir palankios orientacijos ji laikoma patogia laboratorija aiškinantis, kaip veikia aktyvūs galaktikų branduoliai.

Paaiškėjo nematytas baras

JWST vaizduose per patį spiralės centrą išryškėjo vadinamoji baro struktūra, sudaryta iš žvaigždžių, dujų ir dulkių. Optiniuose vaizduose jos beveik nesimato, nes centrines sritis užgožia dulkės, sugeriančios ir išsklaidančios trumpesnių bangų spinduliuotę.

Tokie barai astronomams svarbūs dėl to, kad jie gali „nukreipti“ dujas į galaktikos centrą ir taip maitinti aktyvų branduolį. Tai padeda geriau suprasti, kaip galaktikos ilgainiui keičiasi ir kodėl kai kurios jų tampa itin energingos.

Kas slepiasi branduolyje?

Kalmaro galaktikos centre yra supermasyvi juodoji skylė, o bendras branduolio masės „paketas“ vertinamas apie 13 mln. Saulės masių. Vis dėlto tyrėjai kelia ir sudėtingesnę hipotezę: dalis duomenų rodo, kad ten galėtų būti ne viena, o dvi supermasyvios juodosios skylės.

Skaičiuojama, kad jei toks dvejetas egzistuoja, jo komponentai būtų per arti vienas kito, kad JWST galėtų juos atskirti tiesioginiu vaizdu. Tačiau teleskopas gali padėti kitu būdu, stebėdamas, kaip juda dulkės ir dujos aplink branduolį, nes šie judesiai atspindi gravitacinę „architektūrą“ centre.

Žvaigždėdaros žiedas ir ekstremalios energijos pėdsakai

Infraraudonieji JWST kadrai taip pat parodė ryškiai švytinčias, raudonai nuspalvintas sritis spiralės vijose, kur intensyviai gimsta žvaigždės. Matomas ir žvaigždėdaros žiedas aplink centrą, kelių tūkstančių šviesmečių skersmens, siejamas su dujų susitelkimu dėl galaktikos sandaros.

Papildomo intrigų suteikia ankstesni aukštos energijos stebėjimai, kai neutrinų duomenys buvo susieti su M77 kryptimi ir jos aktyviu branduoliu. Jei ryšys tvirtėtų, tai reikštų, kad tokios galaktikos gali veikti kaip natūralūs dalelių greitintuvai, o JWST duomenys padeda geriau suprasti, kokiomis sąlygomis tokie procesai įmanomi.

Kodėl tai svarbu dabar?

JWST misija iš esmės pakeitė dulkėtais sluoksniais uždengtų kosminių regionų tyrimus, nes infraraudonoji šviesa leidžia pamatyti tai, kas anksčiau buvo paslėpta. M77 atvejis rodo, kad net gerai žinomi objektai gali slėpti reikšmingų detalių, kai juos stebime tinkamu bangos ilgiu.

Tokie rezultatai svarbūs ne vien dėl gražių vaizdų: jie tikslina modelius, aiškinančius dujų tekėjimą į branduolį, žvaigždėdaros „sprogimus“ ir supermasyvių juodųjų skylių augimą. Kuo daugiau tokių pavyzdžių bus ištirta JWST, tuo tiksliau bus galima palyginti aktyvių galaktikų evoliuciją su ramesnėmis sistemomis, panašiomis į Paukščių Taką.