Впервые с помощью радиоинтерферометра ALMA получены детальные карты микроволнового излучения в фотодисссоциационной области ρ Ophiuchi W — одной из ближайших к Земле областей звёздообразования. Работа раскрывает природу аномального микроволнового излучения (AME), связанного с вращающимися наночастицами пыли, и демонстрирует, как современные методы позволяют изучать структуру межзвёздной среды на беспрецедентном уровне.

Учёные провели глубокие наблюдения в диапазоне 36 – 44 ГГц, что позволило получить изображение нити с угловым разрешением около 7 угловых секунд. Анализ показал, что спектр излучения описывается степенным законом с индексом -0,78, а вдоль нити наблюдаются значительные вариации. Впервые обнаружен компактный источник чистого микроволнового излучения без инфракрасного аналога, что указывает на сложность процессов в межзвёздной пыли.

Изображение области ρ Ophiuchi W, полученное радиоинтерферометром ALMA. Показаны карты непрерывного микроволнового. a) восстановленное изображение после вычитания точечных источников. b) то же изображение до вычитания источников: видны молодые звёзды SR 4 (центр), ISO-Oph-17 (восток) и DoAr 21 (юг). Голубые окружности показывают фазовые центры наблюдений. c) модель изображения после удаления точечных источников (размер пикселя 1,2″). Источник: S. Casassus M. Vidal M. Cárcamo L. Verstraete N. Ysard E. Habart / arXiv:2602.11356v1 

Сравнение с инфракрасными картами Spitzer показало, что морфология микроволнового и инфракрасного излучения различается на малых масштабах, а на некоторых участках радиосигнал вдвое мощнее, чем ожидалось по инфракрасным данным. Это подтверждает, что AME не всегда связано с полициклическими ароматическими углеводородами (PAH), а может быть обусловлено другими типами наночастиц.

В работе также предпринята попытка обнаружить тонкую структуру спектра, связанную с вращением отдельных молекул PAH, однако таких признаков найдено не было. Это может свидетельствовать о большом разнообразии форм и размеров частиц, а также о сложных процессах их взаимодействия с ультрафиолетовым излучением и ионами.

Результаты ALMA позволяют уточнить модели вращающейся пыли и дают новые ограничения на природу аномального микроволнового излучения в галактике. Такие исследования важны для понимания процессов звёздообразования, эволюции межзвёздной среды и калибровки космологических наблюдений.

Дальнейшие наблюдения с использованием других диапазонов и инструментов помогут раскрыть физическую природу компактных источников AME и уточнить роль различных типов наночастиц в формировании микроволнового фона.

Подробнее на iXBT