Астрономы использовали космические телескопы Джеймса Уэбба и Хаббл для изучения тысяч молодых звездных скоплений в четырех близлежащих галактиках. Исследование показало, что более массивные скопления быстрее рассеивают газовые облака, из которых они формируются, и начинают излучать ультрафиолетовый свет. Эти результаты дают новое понимание процесса звездообразования в галактиках и механизмов формирования планет.
Понимание того, как формируются звездные скопления, критически важно для раскрытия тайн галактической эволюции. Звезды формируются в скоплениях, когда облака газа коллапсируют под действием гравитации. По мере рождения звезд сильные звездные ветры, жесткое ультрафиолетовое излучение и взрывы сверхновых от массивных звезд рассеивают газовое облако, прекращая звездообразование. Этот процесс называется звездной обратной связью, и он означает, что большая часть газа в галактике не используется для дальнейшего звездообразования.
Использование данных Хаббла и Уэбба позволило астрономам проанализировать тысячи областей звездообразования и охарактеризовать целые популяции скоплений на разных стадиях эволюции. В результате были идентифицированы почти 9000 звездных скоплений в четырех галактиках, находящихся на разных этапах развития: молодые скопления, только начинающие появляться из своих газовых облаков, скопления, частично рассеившие газ, и полностью свободные от облаков, видимые в оптическом свете.
Благодаря способности Уэбба проникать сквозь газовые облака, исследователи смогли оценить массу и возраст каждого скопления по его световому спектру. Было установлено, что самые массивные скопления полностью рассеивают свои газовые оболочки и начинают освещать галактику быстрее всего, завершая этот процесс примерно за пять миллионов лет. Менее массивные скопления появлялись из своих родительских облаков через семь-восемь миллионов лет.
Эти результаты устанавливают новые ограничения для моделей звездообразования и звездной обратной связи. Исследования показывают, что массивные скопления получают преимущество в производстве звездной обратной связи по сравнению с менее массивными скоплениями. Знание того, где и когда эта обратная связь наиболее сильна в течение жизни галактики, помогает астрономам лучше предсказывать, как звездное топливо перемещается по галактике и как, вероятно, формируются звезды и звездные скопления.
Кроме того, эти данные влияют на теории формирования планет. Чем быстрее газ рассеивается внутри звездного скопления, тем раньше протопланетные диски вокруг звезд подвергаются воздействию жесткого ультрафиолетового излучения других звезд, и у них становится меньше возможностей для привлечения дополнительного газа из туманности. Это снижает возможности для роста пыли и создания планет. Работа объединяет исследователей, моделирующих звездообразование, наблюдателей и специалистов по формированию планет, связывая формирование планет с циклом звездообразования и звездной обратной связью.
