Некоторые звезды в древних звездных яслях рождались в пушистых космических «одеялах»
Ученые знают, что звезды образуются в звездных яслях — огромных молекулярных облаках. И хотя благодаря современным инструментам наблюдения этот процесс неплохо изучен, некоторые детали остаются не вполне ясными. Например, как рождались звезды в ранней Вселенной?
На этот вопрос попытались ответить японские ученые — авторы нового исследования в The Astrophysical Journal. По их мнению, некоторые звезды могли образоваться в «пушистых» молекулярных облаках.
В нашей Галактике такие облака имеют вытянутую нитевидную форму толщиной около 0,3 светового года. Считается, что из такой нити, распавшейся на звездные «яйца», возникла Солнечная система.
«Даже сегодня наше понимание звездообразования все еще развивается, а понимание формирования звезд в ранней Вселенной — еще более сложная задача. Ранняя Вселенная сильно отличалась от сегодняшней — она была наполнена в основном водородом и гелием. Более тяжелые элементы образовались позже в звездах большой массы. Мы не можем вернуться назад во времени, но мы можем наблюдать области с условиями, похожими на раннюю Вселенную», — объясняет Казуки Токуда с факультета естественных наук Университета Кюсю.
Одна из таких областей — Малое Магелланово Облако (ММО), карликовая галактика возле Млечного Пути примерно в 20 000 световых лет от Земли. Низкое содержание тяжелых элементов делает его своеобразной лабораторией с условиями, которые царили в ранней Вселенной около 10 миллиардов лет назад.
До сих пор изучение молекулярных облаков в ММО было затруднено недостаточным пространственным разрешением телескопов, но все изменилось с вводом в строй мощного радиотелескопа ALMA в Чили.
«В общей сложности мы собрали и проанализировали данные о 17 молекулярных облаках. В каждом из них есть растущие молодые звезды массой в 20 раз больше нашего Солнца. Мы обнаружили, что около 60% молекулярных облаков, которые мы наблюдали, имели нитевидную структуру шириной около 0,3 световых лет, а форма остальных 40% — скорее «пушистая». Более того, температура внутри нитевидных молекулярных облаков выше, чем у пушистых», — рассказывает Токуда.
Разница температур между нитевидными и пушистыми облаками может быть обусловлена временем, пошедшим с момента их образования. Изначально все облака нитевидные и горячие, но по мере остывания в них усиливается турбулентность, которая разрыхляет структуру.
Если облако сохранит нитевидную форму, оно, скорее всего, распадется на части, образовав множество звезд наподобие нашего Солнца с планетарными системами. И наоборот, невозможность сохранения структуры затрудняет рождение таких светил.
Таким образом, резюмирует Токуда, достаточный запас тяжелых элементов имеет решающее значение для поддержания нитевидной структуры и может играть важную роль в формировании планетных систем.
«В будущем интересно сравнить наши результаты с наблюдениями молекулярных облаков в богатых тяжелыми элементами средах, включая галактику Млечный Путь. Такие исследования должны дать новые сведения о формировании и временной эволюции молекулярных облаков и Вселенной», — заключил он.