Астрономія
Астрономія

Припинення нарощування маси зірок не змогли пояснити їхніми потоками

За допомогою телескопа «Габбл» астрономи проаналізували 304 протозірки у молекулярних хмарах Оріона. Вони розділили їх на п’ять різних категорій і детально вивчили їхні особливості. Виявилося, що порожнини у газовій оболонці, утворені потоками від молодих зірок, не можуть пояснити зменшення темпів нарощування маси зірок із часом. Препринт статті доступний на сайті arXiv.org.

Протозірки у молекулярних хмарах Оріона. NASA, ESA, STScI, N. Habel and S. T. Megeath (University of Toledo)

Протозірки у молекулярних хмарах Оріона. NASA, ESA, STScI, N. Habel and S. T. Megeath (University of Toledo)

Що відомо про ранні стадії розвитку зірок?

Протозірки з низькою масою характеризуються швидкою еволюцією. Вони переживають нарощування зоряної маси, утворення навколозоряних дисків та потенційний початок формування планет протягом перших 500 мільйонів років свого існування. Навколо таких протозірок існує запилена оболонка, яка поглинає і перенаправляє більшу частину випромінювання від них. На початкових фазах еволюції оболонка домінує за масою, тоді як на пізніших етапах більша частина маси вже припадає на зірку. Новоутворені протозірки починають створювати потужні зоряні вітри та потоки гарячого газу, які впливають на оболонку, формуючи із часом порожнини у ній. Згідно з цією теорією, порожнини розширюються, руйнуючи оболонку та лишаючи зірку запасів матеріалу, завдяки яким вона нарощувала масу. Однак самого цього явища недостатньо, щоб пояснити припинення нарощування маси зірок. Дослідження показують, що потоки від зірок можуть бути замалими, щоб очистити оболонку лише за 500 мільйонів років. Крім того, навіть великі порожнини очищують менше половини маси оболонки.

Що досліджували вчені?

Щоб проаналізувати вплив потоків зірок на пилові оболонки навколо них, дослідники використали найбільший каталог протозірок, створений телескопом «Габбл». Це дозволило їм проаналізувати 304 протозірки у молекулярних хмарах Оріона — регіону зореутворення на відстані близько 1300 світлових років від Землі. Астрономи виділяли світло від центральної протозірки, розсіяне пилом в оболонці навколо неї, що дозволило вивчати структури з просторовою роздільною здатністю приблизно у 80 астрономічних одиниць. Вони розділили свою вибірку на п'ять різних морфологічних класів: не виявлені джерела, точкові джерела без туманності, протозірки з однополярними порожнинами в оболонці, протозірки з біполярними порожнинами і протозірки з оболонками неправильної форми.

Комплекс молекулярних хмар Оріона. Досліджувані протозірки позначені жовтим. R. B. Andreo, DeepSkyColors.com; NASA, ESA, STScI, N. Habel and S. T. Megeath (University of Toledo)

Комплекс молекулярних хмар Оріона. Досліджувані протозірки позначені жовтим. R. B. Andreo, DeepSkyColors.com; NASA, ESA, STScI, N. Habel and S. T. Megeath (University of Toledo)

Що показали результати?

Дослідники змогли проаналізувати структуру і розміри порожнин навколо протозірок та встановити їхню форму для 30 з аналізованих об’єктів. Це дозволило вирахувати, яка кількість газу з оболонок очищується протозірками. Виявилося, що очищення за допомогою відтоку від зірок не є основним механізмом розсіювання оболонки навколо них. Крім того, наприкінці протозіркової фази, коли більша частина газу навколишньої хмари вже була використана для нарощування маси зірки, у багатьох молодих зірок усе ще лишаються досить вузькі порожнини в оболонках. Таким чином, щоб пояснити обмеження маси зірок, необхідні альтернативні механізми. Подальші дослідження за допомогою телескопа імені Джеймса Вебба дозволять це зробити.