Международный коллектив астрофизиков из КНР и Германии провел масштабную ревизию температурных карт Центральной молекулярной зоны (CMZ) нашей Галактики. В ходе исследования выяснилось, что прежние оценки термического состояния газа были систематически завышены из-за несовершенства использовавшихся ранее методик. Уточнение этих данных крайне важно для понимания механизмов звездообразования и энергетических процессов в столь экстремальной космической среде.
Центральная молекулярная зона служит своего рода природной лабораторией, характеризующейся колоссальной плотностью газа, интенсивной сверхзвуковой турбулентностью (числа Маха выше 10), мощными магнитными полями и высоким потоком космических лучей. Однако изучение этого региона сопряжено с трудностями: температура газа здесь существенно выше температуры пыли, что ставит перед учеными вопрос о поиске альтернативных источников нагрева, не связанных с радиацией звезд. Ранее для измерений применяли переходы молекул пара-формальдегида, но этот метод давал сбои при температурах свыше 100 К, приводя к статистическим погрешностям и ложным выводам о перегреве среды до 300 К и выше.
Чтобы устранить неточности, астрономы применили мультипереходный анализ данных, полученных обсерваториями JCMT и APEX. В фокусе внимания оказались переходы орто-формальдегида, обладающие более высокой чувствительностью к температурным изменениям. Моделирование радиационного переноса в приближении LVG позволило комплексно оценить как плотность, так и температуру газа.
Обновленные данные показали, что реальные температуры в таких значимых объектах CMZ, как туманность «Кирпич» (G0.253+0.016), Sgr A1 и Sgr A2, оказались ниже прежних оценок: 94,0 К, 85,6 К и 82,1 К соответственно. Показатель соотношения орто- и пара-форм формальдегида практически достиг статистического предела в 3,0, что подтверждает установление молекулярного теплового равновесия.
Работа также продемонстрировала, что одного турбулентного нагрева недостаточно для поддержания наблюдаемой температуры ~90 К — в процесс активно вмешивается ионизация космическими лучами. Данный вывод коррелирует с наблюдениями галактики NGC 253, где за нагрев газа отвечают в том числе остатки сверхновых.
Несмотря на пересмотр оценок в сторону понижения, Центральная молекулярная зона остается аномально горячим регионом по сравнению с галактическим диском. Эти уточненные результаты закладывают фундамент для более точной интерпретации данных от телескопов ALMA и JWST, позволяя ученым глубже понять динамику эволюции ядер галактик.
Авторы исследования резюмируют, что проделанная работа позволила исправить методологические просчеты прошлых лет и сформировать достоверную картину физических процессов, протекающих в самом сердце Млечного Пути.
Источник: iXBT
