Комплекс молекулярних хмар Лебедя (також відомий як просто Комплекс Лебедя) — гігантська молекулярна хмара, розташована в північній частині Чумацького Шляху, в напрямку сузір'я Лебедя. Це найбільший відомий комплекс молекулярних хмар у нашій Галактиці. У ньому є кілька зон H II, великі та яскраві зоряні асоціації, розсіяні скупчення та велика кількість яскравих зір.

Найпомітніша структура комплексу відома під каталожним позначенням , — це велика система, що простягається на сотні світлових років і складається із зон H II, іонізованих дуже яскравими зорями, зосередженими в різних OB-асоціаціях цієї ділянки неба. Sh2-109 також є найяскравішою й найпомітнішою частиною великого комплекс молекулярних туманностей, відомого як Лебіль X. Загальна маса газу та пилу в цьому регіоні становить від 10 000 до 100 000 сонячних мас.

Цей регіон розташований на межі між рукавом Оріона, де міститься наша Сонячна система, і рукавом Персея, на відстані близько 5000 світлових років від Сонця. Комплекс, імовірно, перебуває на ранній стадії еволюції, про що свідчить наявність кількох надзвичайно молодих і щільних розсіяних скупчень із яскравими масивними зорями. У найвіддаленішій частині комплексу, пов'язаній з однією з OB-асоціацій, розташований добре відомий об'єкт Лебідь X-1 — джерело рентгенівського випромінювання, яке багато дослідників вважають чорною дірою, що поглинає речовину своєї зорі-компаньйона — блакитного надгіганта.

Спостереження

Комплекс Лебедя розташований у напрямку ділянки неба між яскравою зорею Денебом і Садром — центром сузір'я Лебедя. Втім його неможливо безпосередньо побачити ані неозброєним оком, ані за допомогою бінокля чи невеликого телескопа. У малий інструмент можна спостерігати лише сукупність зоряних скупчень, які створюють помітне світіння, завдяки чому ця ділянка Чумацького Шляху є однією з найяскравіших на небі.

Розташовуючись у північній півкулі на схиленні близько +40°, Комплекс Лебедя зручно спостерігати з усіх північних регіонів Землі, де його видно протягом більшої частини року, а північніше 50° пн. ш. він навіть є навколополярним. У південній півкулі цю ділянку неба спостерігати значно складнішеСхилення 40° пн. дорівнює кутовій відстані 50° від північного небесного полюса; це означає, що на північ від 50° пн. ш. об'єкт є циркумполярним, тоді як на південь від 50° пд. ш. він ніколи не сходить..

Галактичне оточення й об'єкти на лінії зору Ділянка нашої Галактики, видима в напрямку сузір'я Лебедя, майже повністю покрита протяжною системою темних туманностей, відомою як Великий Провал. Ця система хмар простягається вздовж Чумацького Шляху на південь від Садра приблизно на 86°. Система хмар розташована на середній відстані близько 700 парсек (приблизно 2300 світлових років) і має протяжність близько 1000 світлових років. На краю цього комплексу розташовано кілька розсіяних зоряних скупчень, зокрема NGC 6940, що міститься на відстані близько 2400 світлових років, а також кілька зір Вольфа—Рає, серед яких вирізняється яскрава WR 147, чия світність значною мірою поглинається на відстані 630 парсек (2050 світлових років); її видима зоряна величина становить близько 15m, хоча абсолютна зоряна величина дорівнює −4,7.

На північ від Великого Провалу можна побачити дві відомі туманності — Туманність Північна Америка і Туманність Пелікан; обидві розташовані на відстані близько 800 парсек (2600 світлових років), тобто неподалік від цього темного комплексу. Насправді ці об'єкти разом із самою щілиною належать до єдиної обширної системи гігантських молекулярних хмар, яка відділяє Пояс Гулда — групу яскравих зір, у якій перебуває й наше Сонце, — від яскравих зір і великих туманностей, розташованих за цією хмарою.

За цією темною перешкодою розташовані великі OB-асоціації Лебідь OB7 і Лебідь OB4; на зовнішній периферії комплексу молекулярних хмар Лебедя лежить помітна кількість розсіяних скупчень, деякі з яких можна спостерігати навіть за допомогою невеликих інструментів, зокрема NGC 6910 і добре відомий M29; обидва розташовані на відстані понад 5000 світлових років. Власне комплекс молекулярних хмар утворюють Sh2-109 — його найбільша частина, що простягається майже до цих скупчень, — і Лебідь X, обширний комплекс, яскравий у рентгенівському діапазоні; разом Sh2-109 і Лебідь X мають діаметр майже 450 парсек (1400 світлових років).

На краю, який із Землі здається південним, на відстані 5100 світлових років розташоване ще одне добре помітне розсіяне скупчення — NGC 6871. У частині комплексу, що лежить у протилежному напрямку від нашої лінії зору, містяться одні з найяскравіших за власною світністю OB-асоціацій — Лебідь OB1 (найпівденніша), Лебідь OB9 і особливо яскрава Лебідь OB2, яка включає деякі з найяскравіших відомих зір у нашій Галактиці, серед яких вирізняється Лебідь OB2-12.

Просуваючись далі, за межі комплексу й у віддаленіші частини цього сектору Галактики, можна знайти ще дві яскраві OB-асоціації — Лебідь OB3 і Лебідь OB8, а також розсіяне скупчення NGC 6819, яке спостерігати складніше; усі вони розташовані на відстані близько 7700 світлових років. На подібній відстані, але в іншому напрямку, трохи на північний захід від Денеба, знаходиться ще одна зона H II — Sh2-115, іонізована яскравими зорями скупчення Берклі 90; вона містить близько 4400 сонячних мас газу й пилу в регіоні діаметром близько 110 світлових років.

Структура

Комплекс молекулярних хмар Лебедя розташований на відстані близько 5000 світлових років від нас у напрямку дуже багатої ділянки Чумацького Шляху. У його межах можна виокремити кілька різних регіонів, що належать до одного комплексу: дві головні — це обширна зона і сукупність зон H II, відома як . Перша є найбільшою структурою, яка охоплює великі OB-асоціації цього регіону, тоді як друга є системою щільних туманностей із активним зореутворенням. Лебідь X сильно затемнений хмарами Великого Провалу, які накладаються на нашу лінію зору й майжуть повністю приховувати як великі зони H II, так і дуже яскраві зоряні поля численних асоціацій молодих зір.

Загалом у цьому комплексі ідентифіковано 159 окремих хмар, для яких визначено різні характеристики, зокрема густину, розміри та масу; крім того, тут виявлено сім великих зон H II, три залишки наднових, 45 зір типу T Тельця, 18 молекулярних джетів і 215 джерел інфрачервоного випромінювання, що відповідають молодим зоряним об'єктам і протозорям, ймовірно, пов'язаним із молекулярними хмарами.

IC 1318

Однією з найщільніших і найзручніших для спостереження структур є комплекс туманностей IC 1318 (Sh2-108). На фотографіях він постає як сукупність туманностей, розташованих навколо зорі Садр і частково відокремлених одна від одної, через що їх класифікують як окремі об'єкти: від IC 1318a до IC 1318e, у напрямку із заходу на схід. Світіння туманності спричинює не сама зоря Садр, як може здатися, оскільки вона не пов'язана з молекулярним комплексом: попри значну відстань близько 1500 світлових років від нас, вона розташована значно ближче, ніж туманність, і проєктується на її фон. Система IC 1318 повністю занурена в центральні частини молекулярного комплексу Лебедя разом із великою кількістю дрібніших структур. Інтенсивна темна смуга розділяє дві найсхідніші частини цієї туманності трохи на південний схід від Садра; це темна туманність LDN 889. Дослідження цієї ділянки показують, що вона, ймовірно, не є пиловою смугою, накладеною вздовж нашої лінії зору, а, на відміну від більшості темних туманностей регіону, фізично пов'язана з молекулярним комплексом. Крім того, наявність води у вигляді пари в складі локального міжзоряного середовища є прямим свідченням існування протозір. Зореутворення — загалом поширене явище в цій частині Галактики — сповільнюється лише в окремих невеликих ділянках на периферії цієї підструктури.

Найінтенсивнішою частиною, яку можна безпосередньо спостерігати, є ділянка IC 1318 поблизу темної смуги LDN 889. Західні її частини виглядають більш розрідженими та волокнистими, що може свідчити про їх формування внаслідок одного або кількох вибухів наднових.

Sh2-109

 — це велика й складна система зон H II, темних туманностей, світних газових стовпів і асоціацій молодих зір. Ділянка неба, де вона розташована, видима за кілька градусів на південь від Садра, трохи на північ від розсіяного скупчення NGC 6871. Її видимий розмір сягає 17°, що на відстані 5000 світлових років відповідає реальному діаметру близько 4600 світлових років. Якби темна маса Великого Провалу не приховувала її світіння, її можна було б спостерігати як туманність, що займала б ділянку неба між зорею Денеб і NGC 6871, із шириною від до , тобто охоплювала б більшу частину сузір'я Лебедя. На південну, найкраще спостережувану частину накладається одне з найбагатших і найпомітніших зоряних полів усього Чумацького Шляху.

Лебідь X вважають однією з найскладніших структур у галактичній площині. Це надзвичайно велика туманна ділянка, яка включає численні менші туманні структури та велику кількість OB-асоціацій. Спочатку його знали як єдине потужне джерело радіохвиль і позначили літерою X, щоб відрізнити від позагалактичного джерела Лебідь A. Із розвитком методів спостережень у різних довжинах хвиль відкрили кілька сотень радіоджерел — до приблизно 800 у 1980-х роках. Ці дослідження також показали, що центральні частини комплексу зазнають найсильнішого поглинання.

Хоча серед дослідників існує певний консенсус щодо великомасштабних галактичних структур у регіоні Лебідь X, визначення кінематичних відстаней до регіонів зореутворення залишається складним, оскільки різниця радіальних швидкостей порівнянна з дисперсією галактичних хмарMagnani, Blitz, & Mundy — 1985. Рукав Персея можна простежити за розподілом зон H II та найяскравіших за власною світністю зір. За цими даними, комплекс Лебідь X лежить у місці з'єднання нашого рукава з рукавом Персея. За іншими дослідженнями, йдеться про рукав Косинця—Зовнішній.

У комплексі Лебідь X ідентифіковано близько сімдесяти молодих зоряних об'єктів спектральних класів A і B на відстанях до 2000 парсек (приблизно 6500 світлових років). Дослідження 12CO показали, що більшість із них розташована в межах рукава Оріона.

Зони H II та процеси зореутворення

Комплекс Лебедя пов’язаний із великою кількістю структур, у яких процеси зореутворення відбуваються надзвичайно інтенсивно, а динаміка міжзоряного середовища є доволі бурхливоюBochkarev & Sitnik 1985. Ділянку неба, де спостерігається комплекс, досліджували в різних діапазонах довжин хвиль — від рентгенівського до середнього інфрачервоного — з метою з’ясування його структури: виявлено численні залишки наднових, а також значну кількість зон H II, розташованих поруч одна з одною, усі в межах так званої надбульбашки Лебедя. Окремі зони H II, що входять до комплексу Лебідь X, мають велике значення для відтворення тривимірної структури цієї ділянки Галактики та дослідження процесів утворення нових зір; вони також демонструють, як взаємодія скупчень масивних зір із навколишнім міжзоряним середовищем створює різноманітні форми й структури, тоді як фізичний зв’язок багатьох із цих скупчень у межах одного величезного комплексу полегшує їх вивчення.

На основі методу порівняння складу зір, занурених у туманності, за спостереженнями в різних діапазонах довжин хвиль вдалося з достатньою точністю визначити положення й відстані багатьох зонах H II у сузір’ї Лебедя; одне з таких досліджень показало, що багато регіонів зореутворення комплексу Лебідь X пов’язані з дуже молодими розсіяними скупченнями або зоряними асоціаціями. Це підтверджує результати досліджень 1960-х і 1970-х років, де через нестачу зір, здатних іонізувати туманну речовину, припускали, що комплекс перебуває на ранній стадії еволюції, а значна частина зір ще формується всередині своїх глобул Бока.