Астрономы знают, как зажечь звезду

Астрофизикам из Франции, Великобритании и Канады удалось при помощи космического телескопа "Гершель" исследовать звезды в самом начале их образования — на этапе нитевидных газовых облаков. Объектом наблюдения стали три таких облака в поясе Гулда, где в конце XIX века зафиксировали группу молодых массивных звезд, — IC 5146, Aquila и Polaris.

Ученые уже давно пришли к выводу, что звезды начинают формироваться путем конденсации газовопылевых облаков. В пользу этой версии говорит и то, что группы молодых звезд (так называемые звездные ассоциации) расположены в спиральных рукавах галактик, где, согласно радиоастрономическим наблюдениям, концентрируется межзвездный газ.

Ранее считалось, что все звезды во Вселенной образовались почти в одно и то же время — миллиарды лет назад. Но развитие теории эволюции звезд и результаты астрономических наблюдений показали, что возраст этих объектов очень разный и многие из них появились в относительно недавнее время — когда на Земле уже существовало человечество. Более того, процессы звездообразования продолжаются до сих пор!

Читайте также: Российские астрономы открыли редкую звезду

В 1969 году молодой астрофизик Ричард Ларсон из Калифорнийского технологического института подробно описал образование отдельной звезды из газопылевого облака в своей докторской диссертации. На работу Ларсона опираются многие более поздние астрофизические труды.

Но каким образом в газовопылевой среде низкой плотности формируются плотные (так называемые дозвездные) ядра, из которых впоследствии рождаются маломассивные светила? Это до недавних пор оставалось загадкой.

Пояс Гулда состоит из звездных объектов, возраст которых не превышает 10-30 миллионов лет. Вокруг группы звезд сформирован диск диаметром 500-1000 парсеков (один парсек — это примерно 30,857×1012 км), центр которого находится на расстоянии 150-250 парсеков от Солнца в обратном направлении от центра Галактики. Он получил свое название в честь американского астронома Бенджамина Гулда, который в 1879 году впервые обратил внимание на "пояс" из ярких звезд, как бы наклоненный к плоскости Млечного Пути.

Все три рассматриваемые области звездообразования расположены на разном расстоянии от Земли, и процессы рождения звезд идут там с разной интенсивностью. Так, в облаке IC 5146, отстоящем на 460 парсеков от Земли, ученые выделили 27 газовых нитей и более 350 компактных ядер, 45 из которых они классифицировали как дозвездные. В облаке Aquila (260 парсеков от Земли) обнаружено 32 нити и более 500 ядер. При этом около 60 процентов ядер оказались гравитационно связаны между собой. У облака же Polaris (150 парсеков от Земли) исследована 31 нить с более чем 300 компактными ядрами, между которыми практически отсутствует гравитационная связь.

На снимках, сделанных "Гершелем" на длинах волн в 70, 160, 250, 350 и 500 микрометров, хорошо просматривается сложная сеть газовых нитей, длина которых измеряется десятками световых лет, с образовавшимися в них компактными ядрами. Эти ядра, по словам исследователей, можно разделить на две группы: в первую входят объекты, связанные между собой гравитацией, которые готовятся стать звездами, во вторую — сгустки вещества, у которых просто несколько увеличена плотность.

"Большинство ядер Aquila мы определили в первую группу, — рассказывает руководитель исследовательской группы Дорис Арзуманян из французской Комиссии по альтернативным энергоисточникам и атомной энергии. — В IC 5146 таких объектов тоже довольно много. Облако Polaris, как и следовало ожидать, содержит гравитационно не связанные ядра".

Особенностью этих молекулярных нитей является то, что их диаметр колеблется в очень узких пределах. Толщина объектов составляет приблизительно 0,3 светового года. Ученые полагают, что, поскольку дозвездные ядра IC 5146 и Aquila сгруппированы в наиболее плотных нитях, следовательно, существует некое предельное значение массы последних, по достижении которого создаются условия для звездообразования.

Исследование подтверждает прежние теории, согласно которым существуют две стадии формирования дозвездных ядер. На первом этапе на газопылевое облако воздействуют сверхзвуковые турбулентные потоки, инициирующие образование нитей, а на втором — гравитация, благодаря чему масса самых плотных нитей постепенно увеличивается и они распадаются на отдельные ядра.

Читайте также: Открыта звезда "комнатной" температуры

Наблюдение за объектами IC 5146, Aquila и Polaris поможет более тщательно изучить механизмы образования звезд во Вселенной и ответить на многие вопросы.