Космические утёсы: горы высотой в семь световых лет, которых не существует
На снимке Уэбба видна горная гряда с острыми вершинами и подсвеченными склонами. Самые высокие «пики» на нём — около семи световых лет. Для сравнения: от Солнца до ближайшей к нам звезды чуть больше четырёх световых лет. То есть в одну такую «гору» целиком поместилась бы вся дорога до Проксимы Центавра, и осталось бы ещё место.
Никаких гор там, разумеется, нет. Это край газовой полости, и он не твёрдый — сквозь него можно пролететь, не заметив.
Где это
Туманность Карина — область звездообразования в южном созвездии Киля, каталожный номер NGC 3372, расстояние около 7500 световых лет. Она огромна: поперечник порядка 300 световых лет, и рассматривать её приходится по частям — целиком в кадр она не помещается ни у одного телескопа.
Уэбб снял небольшой её фрагмент — область NGC 3324 примерно в 7600 световых лет от нас. Снимок опубликовали 12 июля 2022 года, в первый же день, когда NASA показало миру, на что способен новый телескоп.
Что на самом деле вытачивает эти «утёсы»
Выше края кадра, за пределами снимка, находятся молодые массивные звёзды. Они очень горячие и льют ультрафиолет вместе с мощным звёздным ветром. Этот поток выдувает в облаке газа и пыли полость и медленно съедает её стенку.
Получается ровно то же, что делает прибой с береговым обрывом, только вместо воды — излучение. Плотные комки вещества держатся дольше рыхлых, и над разъеденной поверхностью остаются торчать «пики». Пар, поднимающийся с вершин на снимке, — это горячий ионизованный газ, срываемый со стенки. Одни и те же звёзды одновременно освещают эту сцену и разрушают её.
Почему Уэбб увидел то, чего не видел Хаббл
Область звездообразования устроена неудобно для наблюдателя: звёзды рождаются внутри плотных пылевых коконов, а пыль надёжно перекрывает видимый свет. Хаббл, работающий в основном в видимом диапазоне, упирался в эту стену.
Инфракрасное излучение проходит сквозь пыль гораздо легче. Уэбб для него и построен: камера NIRCam снимает в ближнем инфракрасном, MIRI — в среднем. В результате на снимке проступили сотни звёзд, которых раньше просто не было в кадре, а вместе с ними — струи и выбросы от совсем молодых светил, ещё не вышедших из своих оболочек.
Заодно в кадр попали далёкие галактики на заднем плане. Они не имеют к туманности никакого отношения: их свет летел к нам не тысячи лет, а миллиарды, и просто оказался на одной линии взгляда.
Снимок как срез времени
Свет, который собрал Уэбб, вышел из этой области примерно 7600 лет назад — когда на Земле только-только появлялись первые города. Всё, что на снимке, — прошлое. Звёзды, которые там рождались, уже давно родились; стенка, которую разъедало излучение, отступила ещё дальше.
Это не астрономическая экзотика, а обычное положение дел: любой взгляд в небо — взгляд назад. Просто на такой дистанции задержка становится заметной величиной, сравнимой с историей письменности.
Зачем вообще смотреть на туманности
Из подобных облаков вышло всё, что мы знаем, включая Солнечную систему. Расчёты того, как из газа сжимается звезда, существуют давно, но проверить их можно только одним способом — посмотреть на область, где это происходит прямо сейчас, и пересчитать, сколько там протозвёзд, какой они массы и как быстро появляются.
Карина для этого хороша: она близко, она активна, и в ней есть звёзды всех стадий — от ещё не зажёгшихся до Эты Киля, чудовища, которое рано или поздно взорвётся сверхновой. «Космические утёсы» — не только красивая картинка, но и рабочий материал: по нему считают, ускоряет излучение массивных звёзд рождение соседей или, наоборот, сдувает у них строительный материал раньше, чем те успевают собраться.