При совершении покупок по ссылкам в наших статьях компания Future и ее партнеры по распространению информации могут получать комиссию.
Некоторые из самых впечатляющих звёздных яслей в галактике напоминают гигантские космические колёса телег, со спицевыми структурами, которые, по словам учёных, были сформированы ударными волнами от звёздных взрывов и мощными звёздными ветрами.
Используя мощные трехмерные модели, исследователи из Университета Кюсю и Университета Нагоя в Японии обнаружили, что ударные волны, распространяющиеся сквозь гигантские облака газа, могут вырезать похожие на спицы нити, часто наблюдаемые вокруг новорожденных звезд. Согласно заявлению Университета Кюсю, эти результаты могут помочь объяснить происхождение так называемых систем «ступица-нить» — обширных областей звездообразования, где длинные потоки газа расходятся к плотной центральной ступице, создавая узор, напоминающий спицы колеса.
«Звезды рождаются внутри молекулярных облаков — огромных холодных облаков газа, дрейфующих в космосе», — заявил в своем заявлении Синго Нодзаки, ведущий автор исследования. «Но они формируются только в самых холодных и плотных частях этих звездных яслей, где газ может сжиматься под действием собственной гравитации. В некоторых из этих областей звездообразования газ организован в характерные структуры типа «центр-спица», известные как системы «центр-филамент» (HFS)».
Астрономы наблюдали эти структуры по всей Галактике Млечный Путь, но точный механизм их образования оставался открытым вопросом. Команда исследователей использовала передовые трехмерные магнитогидродинамические модели для воссоздания этого процесса, показав, что ударные волны, распространяющиеся через гигантские молекулярные облака, могут естественным образом создавать поразительную колесообразную архитектуру, наблюдаемую в некоторых из самых активных звездных яслей галактики, говорится в исследовании.
Во многих звёздных яслях содержатся узкие нити, которые направляют вещество внутрь, к переполненным центральным областям, где активно происходит звездообразование. Понимание того, как возникают эти нити, является ключом к пониманию того, как накапливается газ и в конечном итоге коллапсирует, образуя новые звёзды.
Для исследования ученые создали виртуальное молекулярное облако, пронизанное магнитными полями, и провели моделирование на суперкомпьютере ATERUI III, предназначенном для астрономических исследований. Сначала было замечено, как гравитация притягивает магнитные поля внутрь, создавая конфигурацию в форме песочных часов. Затем команда воздействовала на облако имитированной межзвездной ударной волной, подобной тем, которые генерируются расширяющимися остатками сверхновых или мощными звездными ветрами. В результате получилась удивительно реалистичная система «центр-нить».
По мере того как ударная волна распространялась по облаку, она сталкивалась с различными участками искривленного магнитного поля под разными углами, создавая косые ударные волны, которые усиливали участки поля и определяли предпочтительные пути для потока газа. Со временем эти каналы направляли вещество в вытянутые нити, тянущиеся к центральному узлу, образуя спицевую структуру, наблюдаемую в телескоп.
В ходе моделирования также отслеживалось движение вещества в звездных колыбелях. Плотный газ имеет тенденцию течь вдоль нитей, ускоряясь по мере приближения к центру, в то время как вещество меньшей плотности между спицами остается относительно неподвижным. По словам исследователей, такое поведение может помочь объяснить, почему лишь небольшая часть газа в молекулярных облаках в конечном итоге образует звезды, говорится в заявлении.
Моделирование взаимодействия гравитации, магнитных полей и ударных волн на протяжении миллионов лет позволяет исследователям изучать процессы, которые в противном случае трудно наблюдать напрямую. В будущих исследованиях будет проверен более широкий диапазон облачных структур и условий распространения ударных волн, что может прояснить, почему системы «центр-филамент» различаются по всей Галактике, и дать новое понимание процесса формирования массивных звезд и звездных скоплений. Результаты также указывают на более широкий космический цикл разрушения и созидания, в котором ударные волны от умирающих звезд помогают формировать среду, в которой рождаются новые звезды.
Результаты их исследований были опубликованы 18 марта в журнале The Astrophysical Journal Letters.