Новая, необычайно подробная симуляция звездообразования в гигантском молекулярном облаке
AstroNews.ru - 20 Июня 2022 15:39:39
Звездообразование, безусловно, является самым важным процессом, определяющим эволюцию Вселенной. На протяжении жизненного цикла звезды и затем в процессе ее гибели формируются все химические элементы, известные во Вселенной, кроме водорода и гелия (сформированных в ходе Большого взрыва). В системах молодых звезд формируются планеты и меньшие по размерам небесные тела, а взрывы звезд в конце их жизненного цикла, известные как сверхновые, приводят к формированию сверхплотных тел, таких как черные дыры, нейтронные звезды или белые карлики, и окружающих их туманностей.
Звезды во Вселенной формируются, по крайней мере в современную эпоху, в результате коллапса массивных газовых облаков под действием гравитации. Но в нашей галактике Млечный путь этот процесс протекает неэффективно; лишь 1 процент от количества доступного материала превращается в звезды. Астрономы считают, что одна из причин состоит в том, что происходит задержка развития ядер формирующихся звезд в результате воздействия расталкивающего давления турбулентных потоков газа, движущегося со сверхзвуковой скоростью, а также вспышек сверхновых, ветров или джетов со стороны звезд предыдущих поколений. Во всяком случае, так выглядит картина для звезд небольших масс.
Наблюдения молодых массивных звезд, напротив, показывают, что такие звезды формируются в тех местах, где турбулентные потоки препятствуют фрагментации материала с образованием небольших звезд, а вместо этого происходит постепенное накопление звездообразовательного материала и последующее формирование более крупных светил.
В новой работе Анна Роузен (Anna Rosen) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, совместно с коллегами разработала первую симуляцию гигантского молекулярного облака, в которой моделируется формирование индивидуальных звезд и «обратная связь» с их стороны, выражающаяся в джетах, излучении, ветрах и вспышках сверхновых. В этой симуляции воссоздается звездообразование в облаке на протяжении примерно 8 миллионов лет с использованием примерно 160 миллионов шагов, интервал времени между которыми подчас достигает всего лишь одних суток.
Одним из важных выводов, сделанных авторами в результате анализа результатов моделирования, стало то, что джеты со стороны протозвезд вносят основной вклад в «обратную связь» со стороны звезд, замедляющую звездообразование, в то время как вспышки сверхновых происходят слишком поздно в масштабе жизненного цикла звезды, чтобы серьезно влиять на развитие других звезд в «звездной колыбели».
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.