Определив, какой процент звезд имеет определенную массу в скоплении или функцию начальной массы (IMF), ученые могут лучше интерпретировать свет далеких галактик и понять историю образования звезд в нашей Вселенной.Интенсивное исследование, составленное из 414 мозаичных фотографий M31, сделанных телескопом Хаббла, было уникальным результатом сотрудничества астрономов и «гражданских ученых», добровольцев, которые оказали неоценимую помощь в анализе огромного количества данных, полученных с телескопа Хаббл.«Учитывая огромное количество изображений Хаббла, наше исследование МВФ было бы невозможно без помощи гражданских ученых», — сказал Дэниел Вайс из Вашингтонского университета в Сиэтле.
Вайс — ведущий автор статьи, опубликованной 20 июня в «Астрофизическом журнале».Измерение ММП было основной движущей силой амбициозного панорамного обзора Хабблом нашей соседней галактики, получившего название программы Панхроматического Хаббловского казначейства Андромеды (PHAT). Около 8000 изображений 117 миллионов звезд в диске галактики были получены при наблюдении за Андромедой в ближнем ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах волн.
Звезды рождаются, когда коллапсирует гигантское облако молекулярного водорода, пыли и микроэлементов. Облако фрагментируется на небольшие сгустки материала, каждый из которых осаждает сотни звезд. Не все звезды созданы одинаково: их масса может составлять от 1/12 до нескольких сотен масс нашего Солнца.До знакового обзора звездного диска M31, проведенного Хабблом, астрономы проводили измерения ММП только в местных звездных окрестностях нашей галактики.
Но вид M31 с высоты птичьего полета позволил астрономам сравнить ММП среди более крупной, чем когда-либо, выборки звездных скоплений, которые все находятся примерно на одинаковом расстоянии от Земли, в 2,5 миллиона световых лет. Обзор разнообразен, поскольку скопления разбросаны по галактике; они различаются по массе в 10 раз и имеют возраст от 4 до 24 миллионов лет.К удивлению исследователей, МВФ оказался очень похожим среди всех обследованных кластеров. Природа, очевидно, готовит звезды, как партии печенья, с постоянным распределением от массивных голубых звезд-сверхгигантов до маленьких красных карликов. «Трудно представить, что ММП настолько однородна по всей нашей соседней галактике, учитывая сложную физику звездообразования», — сказал Вайс.
Любопытно, что количество ярких и массивных звезд в этих скоплениях на 25 процентов меньше, чем предсказывали предыдущие исследования. Астрономы используют свет этих ярчайших звезд для взвешивания далеких звездных скоплений и галактик и измерения скорости образования звезд из скоплений.
Этот результат предполагает, что оценки массы с использованием предыдущей работы были слишком низкими, поскольку предполагалось, что наряду с яркими массивными звездами образовалось слишком мало тусклых и маломассивных звезд.Это свидетельство также подразумевает, что в ранней Вселенной не было такого количества тяжелых элементов для создания планет, потому что было бы меньше сверхновых от массивных звезд для производства тяжелых элементов для строительства планет.
Очень важно знать скорость звездообразования в ранней Вселенной — около 10 миллиардов лет назад — потому что это было время, когда сформировалось большинство звезд Вселенной.Каталог звездных скоплений PHAT, который составляет основу этого исследования, был собран с помощью 30 000 добровольцев, которые просмотрели тысячи изображений, сделанных Хабблом для поиска звездных скоплений.Проект Андромеды — один из многих проектов в области гражданской науки, проводимых организацией Zooniverse.
В течение 25 дней добровольцы-граждане-ученые представили 1,82 миллиона индивидуальных классификаций изображений (на основе того, насколько концентрированными были звезды, их формы и насколько хорошо звезды выделялись на фоне), что примерно соответствует 24 месяцам постоянного человеческого наблюдения. внимание. Ученые использовали эти классификации, чтобы идентифицировать выборку из 2753 звездных скоплений, увеличив количество известных скоплений в шесть раз в регионе обзора PHAT. «Усилия этих ученых-граждан открывают двери для множества новых и интересных научных исследований, включая это новое измерение МВФ», — сказал Вайс.