Зорі народжуються всередині молекулярної хмари. Астрономи довго припускали, що «ясла» постачали всі поживні речовини, потрібні протозорям для формування. Однак виявляється, що вони отримують допомогу також і ззовні ясел.
У дослідженні науковці з Інституту позаземної фізики Макса Планка дослідили роль потоків і ниток газу в процесі народження зір. Уявіть їх, як канали, що виходять із внутрішньої частини зоряних ясел, іноді на 10 000 астрономічних одиниць (приблизно 0,15 світлового року). Наукова група виявила зв’язок між цими потоками та нитками й активністю утворення зір. По суті, потоки забезпечують протозоряний диск свіжим газом, щоб живити «зародок» зорі при його зростанні.
Зореутворення з першого погляду
Стандартна історія про народження зір звучить так: прохолодні, щільні молекулярні хмари є яслами зірок. Речовина починає накопичуватися переважно в одній частині хмари. Ці хмари в основному складаються з водню, але також містять інші елементи. Наприклад, вибухи наднових засівають сусідні молекулярні хмари важчими елементами (такими як залізо).
Коли хмара стискається, її власне тяжіння накопичує все більше й більше матеріалу. Згодом температура й тиск стають такими високими в «надщільній» області, що протозоря починає сяяти. Вона зростає далі, накопичуючи все більше і більше речовини. В якийсь момент в центрі області починається ядерний синтез, і саме тоді народжується зоря.
Весь цей процес триває мільйони років і також включає магнітні поля та інші фактори. Однак, коли астрономи помітили дивні потоки та нитки в областях народження зір, їм стало цікаво, яку роль вони відіграють у цьому процесі. Також науковців зацікавило походження цих структур.
Дивлячись на протозорі у Барнард 5
Наукова группа з Інституту позаземної фізики Макса Планка на чолі аспіранткою Марією Терезою Вальдіва Мена (Maria Teresa Valdiva Mena) зосередила увагу на особливо цікавій зорі в ділянці неба з назвою Барнард 5 (Barnard 5). Це молекулярна хмара, яка лежить у напрямку сузір’я Персея. Насправді в цьому районі є кілька протозірок, але одна має дві нитки. Щоб зрозуміти, що там відбувається, дослідники виконали спостереження ниток газу за допомогою Великої міліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter Array, ALMA) у Чилі та двох інших телескопів. «Наша мета полягала в тому, щоб простежити шлях газу ззовні нитки, яка містить протозорю, до протозоряних дисків, подолавши розрив між різними масштабами утворення зір», — сказала Вальдіва Мена, головний автор дослідження.
Потік газу в Барнард 5 у трьох різних масштабах. Свіжий газ (зліва) рухається всередині ниток до конденсацій (чорні контури) і протозорі (жовтий). Жовта крива показує потік, який доставляє речовину до протозоряного диска. Зображення праворуч показують потік в збільшеному масштабі, причому червоний і синій показують витікання в бік диска (коричневий). Авторські права на зображення: Інституту позаземної фізики Макса Планка. Фото з сайту www.universetoday.com.
Три різні телескопи показали, що потоки переносять хімічно свіжий газ із більшої туманності в оболонку народження зорі. Дані ALMA насправді показали, що потік проникає прямо в протозоряний диск, що оточує зорю, яка незабаром народиться. Потоки та нитки, здається, є невід’ємною частиною процесу зореутворення, бо постачають речовину з інших частин туманності.
«Ці результати дуже захоплюють, бо показують, що процес утворення зір є багатомасштабним», — сказав Хайме Пінеда (Jaime Pineda), другий автор дослідження Барнард 5. «Акреційні потоки та стримери з’єднують молоді зоряні об’єкти з материнською хмарою. Цей динамічний процес живлення молодої зорі може навіть вплинути на весь процес формування диска та планети, хоча нам потрібні майбутні спостереження, щоб підтвердити це».
Протозорі й планети
Ці потоки свіжого газу в хмару, де народжується зоря, впливають не лише на зорі. На їхніх майбутніх планетах буде видно хімічний вплив ниток і потоків. Якщо дуже коротко, то планети утворюються з речовини у протозоряному диску. Загалом цей протопланетний диск містить речовину, що зазнала нагрівання. Це впливає на формування як землеподібних планет, так і газових і крижаних гігантів. Взагалі кажучи, всередині диска, ймовірно, буде набагато більше твердого матеріалу, ніж у зовнішніх його ділянках. Це тому, що вищі температури руйнують леткі речовини, такі як водень, залишаючи важчі речовини. Зовнішні регіони більш «придатні» для летких речовин і льоду. Це загальна картина, і, звісно, кожна протопланетна система має свої особливості.
На малюнку художника показано новосформовану протозорю, оточену закрученим протопланетним диском із пилу та газу. Авторські права на зображення: Копенгагенський університет/ Lars Buchhave. Фото з сайту www.universetoday.com.
У такій системі, як Барнард 5, нитки та потоки вводять свіжий матеріал з інших частин туманності. Цей матеріал має інший хімічний склад і тому дасть особливий «відбиток», який з’явиться на майбутніх планетах. Вхідний матеріал насправді є «незайманим». Це означає, що на нього не вплинули температури, тиск і магнітне середовище ясел зір.
Склад будь-яких новонароджених планет в Барнард 5 матиме хімічні відбитки вхідних матеріалів. Отже, цей глибокий погляд на формування зір є планом для розуміння потоків і ниток в інших подібних регіонах. Астрономи знали, що розплідники зір є складними місцями. Ці нові дані дають ще більше розуміння того, як виникає така складність. «Наше дослідження підкреслює, як тісно взаємопов’язані явища різнихі масштабів у процесі зореутворення, підкреслюючи глибокий вплив цих потоків на еволюцію новонароджених зір», — сказала Вальдіва Мена.
За інф. з сайту www.universetoday.com
