Астрономы исследуют природу галактики NGC 891 с помощью JWST

С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) международная группа астрономов провела наблюдения за близлежащей спиральной галактикой, известной как NGC 891. Результаты наблюдений, опубликованные 15 августа на сервере препринтов arXiv, позволяют получить дополнительные сведения о природе этой галактики и ее окологалактической среды.

Открытая в 1784 году NGC 891 (также известная как Колдуэлл 23 или галактика Серебряная Щепка) — это небарраярская спиральная галактика, расположенная на расстоянии около 30 миллионов световых лет от нас. Ее размер составляет около 100 000 световых лет, и она классифицируется как обычная звездообразующая спиральная галактика, похожая на Млечный Путь, но с несколько более высокой глобальной скоростью звездообразования (SFR).

Стремясь пролить свет на свойства NGC 891, группа астрономов под руководством Жереми Шастене из Гентского университета (Бельгия) решила исследовать окологалактическую среду (ОГС) этой галактики с помощью прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI) и камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) JWST.

«В этой статье мы сосредоточимся на распределении пыли и звезд в области диска и гало прототипичной галактики NGC 891, исследованной приборами MIRI и NIRCam на борту JWST. Беспрецедентное разрешение и чувствительность JWST позволили нам разрешить и изучить субструктуры в CGM, что никогда не было возможно на этих длинах волн», — пишут исследователи в своем исследовании.

JWST позволил команде Шастене обнаружить выбросы пыли на расстоянии около 13 000 световых лет от диска NGC 891. Эта эмиссия была идентифицирована в виде нитей, дуг и суперпузырей.

Оказалось, что некоторые из этих филаментов соединяются обратно со средней плоскостью, с областями высокого уровня звездообразования в NGC 891. Этот вывод позволяет предположить, что галактические ветры с обратной связью играют важную роль в регулировании круговорота барионов.

Кроме того, наблюдения обнаружили в NGC 891 присутствие пыли в виде мелких зерен, а также, вероятно, полициклических ароматических углеводородов (PAHs). Пытаясь объяснить выживание пылевого материала в течение нескольких десятков миллионов лет после того, как он был выброшен галактическими ветрами на границе диск-гало, астрономы предлагают два наиболее правдоподобных сценария.

«Эти мелкие зерна могут находиться в карманах плотного материала и быть защищенными от ионизирующего излучения; этот сценарий согласуется с моделированием и хорошим соответствием между эмиссией и экстинкцией в литературе», — пояснили исследователи.

Они добавили, что эмиссия также может происходить из поверхностных слоев облаков, где разница в скорости ветра между горячим и теплым газом достаточна для создания слоя смешения, пополняемого остывающим материалом из горячей газовой фазы.

Для подтверждения верности одной из гипотез необходимо провести дополнительные спектроскопические наблюдения CGM в NGC 891.

Астрономы также обнаружили, что окологалактическая среда NGC 891 представляет собой сложную структуру, в которой взаимодействуют различные физические процессы. Наблюдения, выполненные с помощью JWST, позволяют углубиться в понимание динамики галактики и потенциальных механизмов, управляющих её эволюцией. Выявленные эмиссии пыли подтверждают гипотезу о том, что галактические ветры не просто воздействуют на диск, но и играют ключевую роль в формировании и поддержании околомагнитной среды.

Кроме того, результаты наблюдений могут раскрыть тайны формирования звезд в диске NGC 891. Динамика межзвёздного газа и механизм звездообразования могут быть исследованы более детально, благодаря точным измерениям, предложенным JWST. Таким образом, открытие субструктур и ветров в CGM подчеркивает взаимосвязь между активной звездообразующей способностью галактики и её околомагнитной средой.

В будущем учёные планируют расширить свои исследования, охватив больше галактик, чтобы сравнить обнаруженные характеристики и выявить общие тенденции. Это поможет не только разгадать тайны NGC 891, но и углубить наше понимание динамики спиральных галактик в целом.