Galaktikos centras ilgą laiką priminė rajoną, apie kurį visi yra girdėję legendų, bet niekas neturėjo normalios, detaliai sudarytos schemos. Žinome, kad ten „verda“ procesai: supermasyvi juodoji skylė, žvaigždžių spūstis, dujų debesys, kurie vienur gimdo naujas žvaigždes, o kitur yra jų brutaliai draskomi.
Tačiau regimojoje šviesoje šis regionas didžiąja dalimi paslėptas tankių dulkių, tad žiūrėdami į jį klasikiniu optiniu teleskopu matome beveik vien šešėlius. Čia į sceną išeina radioastronomija ir tarsi sako: „užtenka spėlioti, pažiūrėkime, kas iš tiesų vyksta“.
Mokslininkų komanda pateikė iki šiol didžiausią ir detaliausią šalto dujų komponento žemėlapį vadinamojoje Centrinėje molekulinėje zonoje (angl. Central Molecular Zone). Tai regionas, supantis galaktikos branduolį – vieta, kur medžiagos žvaigždėms kurti yra gausu, bet sąlygos tokios ekstremalios, kad „gausu“ tikrai nereiškia „lengva“.
„ALMA“ ir mozaika, didesnė už vaizduotę
Šis naujasis vaizdas – ne vienas momentinis „kadrą sugavęs“ teleskopo spragtelėjimas. „ALMA“, didžiulė antenų sistema Atakamos dykumoje, nefiksuoja viso regiono vienu metu. Ji renka duomenis daugelyje atskirų laukų ir juos sudėlioja į milžinišką mozaiką.
Galutinis rezultatas apima daugiau kaip 650 šviesmečių išsidriekusį Paukščių Tako centro ruožą ir yra laikomas didžiausiu kada nors iš „ALMA“ duomenų sudarytu radijo vaizdu. Praktikoje tai reiškia žemėlapį, kuriame matyti ne tik tai, kur kas yra, bet ir kaip atrodo smulkesnėje skalėje: ištisos siūlų (filamentų) tinklų struktūros, tankių dujų „mazgai“, padrikos, lyg susipainiojusių laidų primenančios gijos.
Šis kraštovaizdis yra nuolatinės kovos laukas. Iš vienos pusės – gravitacija, bandanti sutraukti dujas ir paversti jas žvaigždėmis. Iš kitos – turbulencijos, smūginės bangos, intensyvi jaunų žvaigždžių spinduliuotė ir magnetiniai laukai, kurie tą tvarką nuolat griauna.
Centrinė molekulinė zona dažnai apibūdinama kaip žvaigždėdaros laboratorija „ant steroidų“. Čia susitelkusi didelė dalis tankiausių molekulinių dujų visoje Paukščių Tako galaktikoje – tarsi idealus receptas intensyviai žvaigždėdarai. Tačiau tai receptas be jokios sėkmės garantijos: stipri spinduliuotė, smūginės bangos iš supernovų, magnetiniai laukai ir erdvės „grūstis“ gali tiek skatinti naujų žvaigždžių gimimą, tiek jį visiškai užgniaužti.
Dėl šios priežasties šis regionas astronomus domina daug labiau nei dar vienas „gražus kosminis vaizdas“. Sąlygos Galaktikos centre gali priminti tai, kas vyko ankstyvajame Visatos amžiuje, kai galaktikos augo greitai, o žvaigždėdaros tempas buvo gerokai labiau intensyvus ir chaotiškas nei šiandien. Kitaip tariant, tyrinėdami savo „užpakalinį kiemą“, bandome suprasti visos Visatos „vaikystę“.
Dar viena įdomi detalė „ALMA“ duomenyse ypač džiugina tuos, kurie kosmosą mato kaip milžinišką cheminę laboratoriją. Šiuose debesyse aptinkamos dešimtys skirtingų junginių, tarp jų – gana sudėtingos organinės molekulės. Tai rodo, kad „statybiniai blokai“ organinei chemijai gali susidaryti ir išlikti net tokioje aplinkoje, kuri švelniai tariant nėra rami.
Čia atsiranda savotiškas paradoksas. Šaltos dujos yra žaliava žvaigždėms formuotis, bet kartu jos neša „atmintį“ apie procesus, per kuriuos jau buvo „perbėgusios“. Pakanka vienos supernovos smūginės bangos, kad keistųsi cheminė sudėtis, dalis dulkių būtų išgarintos, būtų pradėtos naujos reakcijos, o vėliau debesis vėl atšaltų. Tad naujoji žemėlapio mozaika – tai ne vien „nuotrauka“, bet ir savotiškas turinio sąrašas to, kas galaktikos šerdyje gali nutikti.
Keisti objektai ir kosminiai „kas tai per daiktas?“
Kiekvienas tikrai geras žemėlapis išryškina vietas, kurios visai nederi prie ankstesnių legendų. Šioje mozaikoje matyti struktūros, apibūdintos kaip retos ir keistos. Viena jų – itin kompaktiškas dujų debesis, turintis neįprastai plačias spektrinių linijų formas. Tai reiškia labai didelius greičius ir stiprią dinamiką.
Gal tai skamba abstrakčiai, tačiau esmė paprasta: kažkas ten juda, spaudžiama arba draskoma tokiu būdu, kuris į mūsų dabartines objektų kategorijas sunkiai telpa. Jeigu artimiausiame ir mums geriausiai prieinamame galaktikos branduolyje randame dalykų, kurių iki šiol nebuvome užfiksavę, vadinasi, kosmosas ir toliau mėgsta palikti mums „nepažymėtas dėžes“ su turiniu, kurį teks dar išsiaiškinti.
Šiandien turime milžinišką, itin detalų dvimačio projekcijos vaizdą. Kitas tikslas – iš tų duomenų sudaryti trimatį Centrinės molekulinės zonos modelį. Tik taip galima išrišti, kas iš tiesų yra greta ko, o kas tik atrodo esą šalia, nes iš mūsų perspektyvos sutampa vienoje dangaus linijoje. Tai esminis klausimas, nes Paukščių Tako centre labai lengva supainioti artimą „kaimyną“ su atsitiktiniu praeiviu, kuris tik projektuojasi į tą pačią kryptį.
O tada prasidės įdomiausia dalis – palyginimai. Kuo skiriasi sritys, kuriose žvaigždės tikrai formuojasi, nuo regionų, kuriuose dujos tankios, bet žvaigždėdara lyg „užblokuota“ turbulencijų? Kokią rolę atlieka magnetiniai laukai? Kiek tiesiogiai į visą šį žaidimą įsikiša pati supermasyvi juodoji skylė „Sagittarius A*“, net jei šiuo metu nepatiria ypač ryškių aktyvumo protrūkių?
Tokiems klausimams nepakanka vienos lakoniškos eilutės atsakymo, tačiau dabar turime vieną didelį pranašumą: pagaliau atsirado duomenų, kurie iš tiesų verti šių klausimų ir leidžia į juos žvelgti rimtai, o ne tik teoriškai spėlioti.
