Международная команда радиоастрономов из Китая и Германии провела масштабную ревизию температурных карт Центральной молекулярной зоны (CMZ) нашей Галактики. Исследование показало, что предыдущие оценки температур газа в центре Млечного Пути были систематически завышены из-за технических ограничений использованных ранее методов. Уточнение этих данных критически важно для понимания механизмов звездообразования и энергетического баланса в экстремальных условиях галактического центра.
Центральная молекулярная зона представляет собой область с крайне высокой плотностью газа, сверхзвуковой турбулентностью (число Маха превышает 10) и мощными магнитными полями.
Ранее для измерения температуры специалисты опирались на переходы молекул пара-формальдегида. Однако этот метод оказался неэффективен при работе с высокотемпературным газом. При температурах выше 100 К энергетические уровни формальдегида достигают насыщения, что приводит к статистическим искажениям. В результате в ранних работах фигурировали данные о температурах свыше 300 К, которые, как показало новое исследование, не соответствуют действительности.
Для исправления этих ошибок астрономы использовали мультипереходный анализ данных, полученных с телескопов JCMT (Телескоп Джеймса Кларка Максвелла) и APEX (Atacama Pathfinder Experiment). Ключевым элементом работы стало изучение переходов орто-формальдегида с энергией возбуждения около 158 К, которые гораздо точнее отражают высокотемпературные состояния среды. Моделирование лучистого переноса в приближении большого градиента скоростей (LVG) позволило исследователям одновременно и с высокой точностью рассчитать плотность и температуру газа.
Согласно полученным результатам, показатели температуры в знаковых объектах CMZ были существенно скорректированы в меньшую сторону:
- Тёмная туманность «Кирпич» (The Brick, G0.253+0.016): 94,0 К
- Объект Sgr A1: 85,6 К
- Объект Sgr A2: 82,1 К
Анализ соотношения орто- и пара-форм формальдегида (OPR) показал значения, близкие к статистическому пределу 3,0, что подтверждает состояние теплового равновесия молекул. Кроме того, выяснилось, что одного лишь турбулентного нагрева недостаточно для поддержания температуры около 90 К. Для объяснения текущего теплового баланса необходимо учитывать высокий уровень ионизации, вызванный космическими лучами. Эти выводы подтверждаются данными программы ALCHEMI, полученными при изучении галактики NGC 253, где высокая плотность остатков сверхновых коррелирует с интенсивным прогревом среды.
Несмотря на пересмотр значений в сторону снижения, Центральная молекулярная зона остается аномально горячей областью по сравнению с диском Млечного Пути. Уточнённые данные (82–94 К) станут фундаментом для будущих наблюдений с использованием мощностей ALMA и JWST, позволяя ученым глубже понять эволюцию ядерных регионов галактик.
Напомним, что классическая физика межзвездной среды часто базируется на двухфазной модели. Как отмечалось ранее в материале о том, как первая трёхмерная карта тепловых фаз межзвёздной среды перевернула представления о стабильности газа, многие процессы в космосе требуют постоянного обновления теоретической базы.
