Три астронома из Университета Торонто обнаружили самое богатое молодыми массивными звездами скопление в нашей галактике. В нем находятся сотни тысяч звезд, включая несколько сотен самых массивных синих гигантов, звезд, в десятки раз превышающих Солнце массой. Свет, который излучают эти звезды настолько интенсивен, что он сдувает межзвездный материал, из которого они родились. В результате вокруг звезд видна сияющая оболочка, имеющая размеры в несколько сотен световых лет.

Исследование этой неспокойной области опубликована в номере Писем в астрофизический журнал за 20 декабря. Для ученых уже ясно и направление дальнейшей работы. «Изучая эти сверхмассивные звезды и оболочку, окружающую их, мы надеемся узнать больше о переносе энергии в таких экстремальных условиях», – говорит Мабди Раман, аспирант отдела астрономии и астрофизики Университета Торонто. Вместе со своими научными руководителями, Де-Сик Муном и Кристофером Мацнером ему удалось найти скопление молодых звезд.

Такие же большие «родильные дома» массивных звезд ранее наблюдались в других галактиках. Но из-за того, что эти галактики находятся слишком далеко, все звезды на изображениях сливаются в одно пятно. «В этот раз массивные звезды находятся прямо в нашей галактике, так что мы можем даже сосчитать их по одной», – говорит Раман.

Изучение отдельных звезд, тем не менее, требует непростых измерений даже для «близких» звезд. Найденное скопление ярких звезд лежит на расстоянии 30000 световых лет от нас, примерно на полпути до другого ее конца. Из-за этого свет звезд зашумляется облаком межзвездной пыли. «Вся эта пыль привела к тому, что нам было совсем непросто определить типы звезд в скоплении», – говорит Раман.

«Эти звезды невероятно ярки, но вместе с тем их очень сложно увидеть», – добавляет он. Даже самые яркие звезды скопления кажутся нам ничуть не активнее, чем тусклые ближние звезды, а наименее яркие звезды скопления скорее всего и вовсе невидимы.

Астрономы использовали Телескоп новой технологии Европейской южной обсерватории чтобы собрать весь свет, какой только могли от нескольких десятков звезд. Им удалось определить, какова интенсивность излучения этих звезд на различных длинах волн и благодаря этому заключили, что как минимум дюжина звезд скопления относятся к самым массивным из известных, до сотни масс Солнца.

Перед тем, как нацелить на скопление наземный телескоп астрономы заметили его свечение на снимках спутника WMAP. Его аппаратура, чувствительная к микроволновому излучению, обнаружила нагретую оболочку газа вокруг скопления. После этого был использован телескоп Спитцер, работающий в инфракрасном спектре и способный получить изображение оболочки из-за ее высокой температуры.

«Мы сумели увидеть результат воздействия звезд на их окружение до того, как увидели сами эти звезды», – говорит Раман. Это все равно, что увидеть раскрасневшиеся лица сидящих у костра альпинистов, еще не увидев огня.

Аналогично любому пламени, в котором красные языки холоднее синих, окружающая звездное скопление оболочка имеет красный цвет, так как она остывает по мере движения в ледяном межзвездном пространстве и теряет тепло, которое ей передали наиболее горячие синие звезды. Вообще, это облако газа, на самом деле, краснее красного. Именно поэтому его удалось увидеть в инфракрасном спектре, а не в видимом диапазоне. Безусловно, облако мощно излучает и в видимой части спектра, но этот свет поглощается межзвездным материалом. Аналогично не удается увидеть синие звезды. Их ультрафиолетовое (эти звезды синее синего) излучение полностью поглощается газом, разделяющим нас и скопление.

«Но мы все же должны были точно узнать, что же находится внутри оболочки», – говорит Раман. Внутри удалось обнаружить несколько очень массивных звезд. За несколько миллионов лет (в тысячу раз быстрее, чем Солнце) они израсходуют все  свое топливо, необходимое для термоядерной реакции, хотя его запас в десятки раз превышает солнечный. Но в скоплении, естественно, присутствуют не только гиганты.

«Если вы думаете, что внутренность оболочки почти пустая, раз мы нашли всего несколько звезд, вы ошибаетесь», – говорит Раман. На несколько сотен гигантов, которых удалось разглядеть, приходятся тысячи звезд, похожих на Солнце. Они находятся в выгодных условиях для создания крупных планетарных систем и планет, пригодных для жизни. Короткие срок жизни синих гигантов приводит к частым взрывам сверхновых, обогащающим соседние системы тяжелыми элементами. Из них затем могут формироваться твердые планеты, похожие на Землю.

«В скоплении также может идти процесс звездообразования», – говорит Раман. Некоторые области оболочки светятся особенно ярко. Возможно, здесь газ имеет достаточную для образования новых звезд плотность.

Газ, находящийся в оболочке, говорит об обратном. Сама оболочка намного более массивна, чем звезды, находящиеся внутри нее. Значит, большая часть материала, который дал начало звездообразованию и всему скоплению, им потерян. Если материала улетело действительно много, кластер может оказаться не связан более гравитационными силами, и его звезду начнут постепенно разбредаться. «Мы уже нашли в этом скоплении бунтаря, звезду, убегающую из него на большой скорости, – говорит Раман. – Мы считаем, что скопление более не удерживается гравитационными силами, но мы не можем предсказать, как оно будет распадаться и куда полетят его звезды».