|
Тайна образования массивных звезд
|
|
|
|
Используя очень большой массив данных Национальной радиоастрономической обсерватории, астрономы впервые обнаружили огромный поток газа вблизи формирующейся массивной звезды, который обеспечивает ее быстрый рост.
|
|
|
|
Наблюдая за молодой звездой HW2 в созвездии Цефея A, расположенной на расстоянии 2300 световых лет от Земли, исследователи выяснили структуру и динамику аккреционного диска, питающего материалом эту массивную звезду. Это открытие проливает свет на главный вопрос астрофизики: как массивные звезды, которые часто заканчивают свою жизнь в виде сверхновых, накапливают свою огромную массу? Исследование было принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics и доступно на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Цефей А является вторым ближайшим к Земле местом образования массивных звезд, что делает его идеальной лабораторией для изучения этих сложных процессов. Исследовательская группа использовала аммиак (NH3), молекулу, обычно встречающуюся в облаках межзвездного газа и широко используемую в промышленности на Земле, в качестве индикатора для составления карты динамики газа вокруг звезды.
|
|
|
|
Наблюдения выявили плотное кольцо горячего газообразного аммиака, охватывающее радиус от 200 до 700 астрономических единиц (а.е.) вокруг HW2. Эта структура была идентифицирована как часть аккреционного диска — ключевая особенность в теориях звездообразования.
|
|
|
|
|
|
|
Исследование показало, что газ внутри этого диска как сжимается внутрь, так и вращается вокруг молодой звезды. Примечательно, что скорость падения вещества на HW2 составила две тысячные массы Солнца в год — один из самых высоких показателей, когда-либо наблюдавшихся для формирующейся массивной звезды. Эти результаты подтверждают, что аккреционные диски могут поддерживать такие экстремальные скорости массопереноса даже тогда, когда масса центральной звезды уже в 16 раз превышает массу нашего Солнца.
|
|
|
|
"Наши наблюдения дают прямые доказательства того, что массивные звезды могут образовываться в результате аккреции, опосредованной диском, массой до десятков солнечных масс", - сказал доктор Альберто Санна, ведущий автор исследования. - Непревзойденная радиочувствительность NSF VLA позволила нам распознавать объекты только в масштабах порядка 100 а.е., что позволило получить беспрецедентное представление об этом процессе".
|
|
|
|
Команда также сравнила свои наблюдения с самыми современными моделями формирования массивных звезд. "Результаты тесно связаны с теоретическими предсказаниями, показывая, что аммиак газ рядом HW2 рушится практически в свободное падение скорости при вращении в суб-Кеплеровская скорость—баланс продиктовано действием силы тяжести и центробежных сил", - сказал профессор. Андре Олива, который проводил детальных симуляций.
|
|
|
|
Интересно, что исследование выявило асимметрию в структуре диска и турбулентность, что позволяет предположить, что внешние потоки газа, известные как "серпантины", могут доставлять свежий материал на одну сторону диска. Такие стримеры наблюдались и в других областях звездообразования и могут играть решающую роль в пополнении аккреционных дисков вокруг массивных звезд.
|
|
|
|
Это открытие разрешает многолетние споры о том, могут ли HW2 и протозвезды образовывать аккреционные диски, способные поддерживать их быстрый рост. Это также подтверждает идею о том, что сходные физические механизмы управляют звездообразованием в широком диапазоне звездных масс.
|
|
|
|
"HW2 известен уже более 40 лет и до сих пор вдохновляет новые поколения астрономов", - сказал профессор. Хосе Мария Торрельес, которые провели ряд основных замечаний HW2 в конце 1990-х годов. Результаты стали возможны благодаря высокочувствительным наблюдениям NSF VLA, проведенным на сантиметровых длинах волн в 2019 году. Исследователи нацелились на специфические переходы аммиака, которые возбуждаются при температурах выше 100 Кельвинов, что позволило им проследить плотный и теплый газ вблизи HW2.
|
|
|
|
"Эти результаты подчеркивают возможности радиоинтерферометрии в исследовании скрытых процессов, лежащих в основе формирования наиболее влиятельных объектов в нашей галактике, - сказал доктор Тодд Хантер из NRAO. - И через десять лет следующая модернизированная версия VLA позволит изучать околозвездный аммиак на более высоких скоростях". масштабах нашей солнечной системы."
|
|
|
|
Эта работа не только расширяет наше понимание того, как образуются массивные звезды, но и имеет значение для решения более широких вопросов об эволюции галактик и химическом обогащении во Вселенной. Массивные звезды играют ключевую роль в качестве космических двигателей, приводящих в движение ветры и взрывы, которые засевают галактики тяжелыми элементами.
|
|
|
|
Источник
|
