Турбуленция играет ключевую роль в рождении гигантских звёзд

Долгими зимними ночами на небе можно наблюдать созвездие Ориона. Внутри его меча находится Туманность Ориона, в которой расположено множество молодых звёзд. Хоть они и юны, они обладают огромной энергией – каждая обладает светимость, примерно, 100000 Солнц и весит от 15 до 30 масс Солнца. Но как сформировались эти звёзды? Учёные пока не знают точного ответа на этот вопрос.

Мы знаем только базовые принципы формирования гигантских звёзд – космический газ собирается вместе, сжимается под действием собственной силы тяжести и внутри него повышается температура до тех пор, пока не возникает термоядерная реакция синтеза. Но как начинается их формирование? Что определяет количество звёзд, которые формируются из заданного объёма газа? Новые данные полученные сетью радиотелескопов Submillimeter Array (SMA), являющейся совместным проектом Smithsonian Astrophysical Observatory и Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, позволяют ответить на эти вопросы.

SMA позволяет астрономам изучить раннюю стадию формирования звёзд, скрытую от нас в коконе газа и пыли. В новом исследовании, результаты которого опубликованы в журнале The Astrophysical Journal, учёные из Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) изучили 2 таких кокона, расположенных в созвездии Змеи в 15000 световых лет от Земли.

В одном регионе очень высокая температура, это означает, что в нём уже завершено формирование массивных звёзд. Во втором регионе большое количество материала, но формирование звёзд пока не идёт – он находится в самой ранней стадии формирования звёзд из известных астрономам. Как говорят учёные, SMA позволяет видеть газ и пыль в этом коконе в невероятном разрешении и проверить теоретические предположения на наблюдениях.

В формировании звёзд гравитация собирает вместе материал и сжимает его, она же стремится разорвать газ на мелкие клочки, из которых затем формируются небольшие звёзды. И это не даёт формироваться большим звёздам напрямую из газа и пыли – что вынудило некоторых теоретиков сделать предположение, что гигантские звёзды формируются при слиянии более мелких.

Но гравитации противостоят 2 силы - давление газа и турбуленция, они позволяют гигантским звёздам формироваться напрямую из газо-пылевой смеси. Предыдущие работы в этом направлении предполагали, что ключевую роль в противостоянии гравитации играет внутреннее давление газа звезды, но наблюдения SMA показывают, что турбуленция более важна, по крайней мере, в этом конкретном случае. Сейчас астрономы только приоткрывают завесу тайны формирования гигантских звёзд и со временем планируют провести подобные наблюдения за другими участками зарождения массивных звёзд.