Международная команда астрофизиков обнаружила доказательства, подтверждающие основную теорию относительно рождения самых массивных звёзд во Вселенной.
Молодые звезды, масса которых более чем в 10 раз превышает массу Солнца, характеризуются мощным ультрафиолетовым излучением, которое нагревает окружающий их газ. Для астрономов долгое время было загадкой, почему горячий газ не взрывается наружу. Наблюдения команды исследователей, для проведения которых использовалась радиотелескопы Very Large Array (VLA), расположенные в штате Нью-Мексико, подтвердили теорию о том, что когда газовое облако разрушается, формируются плотные волокнистые структуры, поглощающие ультрафиолетовое излучение звезды, проходящее сквозь них. В результате окружающая звезду раскалённая туманность мерцает подобно пламени свечи.
Выводы учёных из Agnes Scott College, Universität Zürich, American Museum of Natural History, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, National Radio Astronomy Observatory, European Southern Observatory и Universität Heidelberg были недавно опубликованы в журнале «Astrophysical Journal Letters».
По словам Mordecai-Mark Mac Low, куратора American Museum of Natural History’s Department of Astrophysics и автора научной публикации, массивные звезды доминируют над своими родительскими галактиками посредством их ионизирующего излучения и взрывов сверхновых. Mordecai-Mark Mac Low объясняет, что все элементы, которые тяжелее железа образовались во время взрывов сверхновых, происходящих на «закате жизни» звезд, так что без них жизнь на Земле была бы совершенно иной.
Звезды формируются, когда происходит распад огромного облака газа. Как только плотность и температура становятся достаточно высокими, водород сливается с гелием, и звезда начинает сиять. Самые массивные звезды, тем не менее, начинают сиять, когда газовое облако все ещё разрушается. Их ультрафиолетовое излучение ионизирует окружающий газ, формируя туманность, температура газа в которой может достигать порядка 10 000 С. Простейшие модели предполагают, что на данном этапе, газ вокруг массивных звезд стремительно расширяется. Однако наблюдения радио обсерватории VLA указывают на совершенно другое – огромное множество областей ионизированного водорода, так называемых Hill-областей.
По словам профессора астрономии и директора Bradley Observatory at Agnes Scott College Chris De Pree, согласно одной старой теоретической модели, звезды значительной массы и Hill-области в начале загорались и лишь потом расширялись. Однако группа теоретиков, которых возглавлял De Pree, управляла числовыми моделями, которые показали, что прирост продолжается во время звездообразования и что материал продолжает поступать в сторону звезды после того как область-HII сформировалась.
Последнее моделирование показало, что причина этого в том, что межзвездный газ вокруг массивных звезд поступает к звезде неравномерно, вместо этого образуя нитевидные концентрации. Это связано с тем, что газа настолько много, что гравитация заставляет его сворачиваться в спиралевидные нити. Когда массивная звезда проходит через такие нити, они поглощают её ультрафиолетовое излучение, защищая тем самым окружающий её газ от возможного взрыва. Это объясняет не только то, почему газ продолжает падение, но и то, почему ионизированные туманности, как правило, чрезвычайно малы.
По словам Dr. Mac Low, курирующего Museum’s Department of Astrophysics, такие переходы от разреженного до плотного газа и обратно происходят достаточно быстро по сравнению с большинством других астрономических событий. Dr. Mac Low отмечает, что команда, в которую он входил, не исключает, то такие изменения могут происходить всего через несколько десятилетий.
Новое исследование проверило эту теория в рамках эксперимента длиной в 23 года. Исследователи использовали наблюдения VLA за Sagittarius B2, сделанные в 1989 году и повторно в 2012 году. Эта массивная звездообразующая область, расположенная недалеко от галактического центра, содержит много небольших областей ионизированного газа вокруг массивных звезд, обеспечивая тем самым большое количество кандидатов на мерцание. За это время яркость четырех из HII-областей, действительно существенно изменилась.
