Открыта массивная протозвезда на невиданной ранее стадии формирования — это поможет раскрыть ещё одну тайну Вселенной
Астрономы впервые обнаружили спиральные рукава из газа и пыли внутри диска, питающего массивную протозвезду. Это открытие, сделанное с помощью инновационной методики радиоинтерферометрии, напрямую указывает на механизм, который может преодолевать мощное излучение молодых гигантов и объяснять, как они набирают свою огромную массу.
Загадка космических гигантов: почему массивных звёзд так мало?
Во Вселенной доминируют звёзды, масса которых меньше или сравнима с солнечной. Настоящие гиганты, превосходящие Солнце в десятки и сотни раз, составляют лишь около одного процента от общего числа. Долгое время эта диспропорция ставила теоретиков в тупик. Согласно моделям, интенсивное излучение, которое генерирует растущая массивная звезда, должно отталкивать окружающий газ и пыль, останавливая дальнейший рост. Возникал закономерный вопрос: что же позволяет некоторым протозвёздам преодолеть этот барьер и стать сверхгигантами?
Прорыв в наблюдениях: спиральные рукава у протозвезды G358-MM1
Ответ, вероятно, найден. Международная группа исследователей сфокусировала внимание на молодом объекте G358.93-0.03-MM1, расположенном в 22 тысячах световых лет от Земли. Его масса уже в восемь раз превышает солнечную и продолжает увеличиваться. Применив сеть из 25 радиотелескопов для многолетних наблюдений, учёные использовали необычный маркер — космические мазеры.
Эти естественные источники когерентного микроволнового излучения возникают в молекулярных облаках при их возбуждении. Исследователи отслеживали всплески мазерного излучения, вызванные нерегулярными падениями вещества на протозвезду. Построив детальную карту распространения этих сигналов, они визуализировали структуру аккреционного диска. Результат оказался сенсационным: вещество было организовано в чёткие спиральные рукава, протянувшиеся к центру.
Механизм, преодолевающий давление излучения
Обнаружение спиральной структуры — ключевой элемент головоломки. Подобные рукава ранее наблюдались лишь вокруг протозвёзд малой массы. Их функция — эффективно перераспределять угловой момент, позволяя материи диска преодолевать центробежные силы и падать на центральный объект. В случае массивной звезды этот механизм, по-видимому, работает иначе.
Спиральные рукава, как полагают учёные, могут обеспечивать нерегулярную, импульсную аккрецию. Вещество накапливается в рукавах и падает на звезду отдельными «комками», что, возможно, позволяет ему пробиваться сквозь мощный поток излучения, который равномерная аккреция преодолеть бы не смогла. Таким образом, спиральная структура выступает в роли регулирующего клапана, дозирующего поставку строительного материала для роста гиганта.
До этого открытия наблюдения за ранними стадиями формирования массивных звёзд были крайне затруднены. Они рождаются в плотных, запылённых коконах, непрозрачных для большинства видов излучения. Методика картирования через мазерные всплески стала тем самым недостающим «наблюдательным подходом», который позволил заглянуть в сердце этих процессов. Это меняет парадигму: теперь есть прямое доказательство, что аккреция на массивные протозвёзды может управляться дисковой динамикой, а не принципиально иными, неизвестными механизмами.
Понимание формирования массивных звёзд критически важно для космологии. Именно такие звёзды, проживая короткую и яркую жизнь, обогащают галактики тяжёлыми элементами и заканчивают её взрывами сверхновых, порождая нейтронные звёзды и чёрные дыры. Данные с космического телескопа «Джеймс Уэбб» показывают, что в ранней Вселенной звёзды в среднем были массивнее. Новый метод наблюдений открывает путь к изучению того, как менялись механизмы звездообразования за историю космоса и почему современная Вселенная предпочитает рождать более скромные по массе светила.
