Космический телескоп "Хаббл" использовался для проведения трехлетнего исследования густонаселенного, массивного и молодого звездного скопления Вестерлунд 2. Исследования показали, что вещество, окружающее звезды вблизи центра скопления, таинственным образом не имеет больших плотных пылевых облаков, которые могут стать планетами. через несколько миллионов лет. Их недостаток ответственен за самые массивные и самые яркие скопления звезд, которые разрушают и рассеивают газопылевые диски, которые собираются вокруг соседних звезд. Впервые астрономы проанализировали чрезвычайно плотное скопление звезд, чтобы изучить, какие среды способствуют образованию планет.
Это исследование, проведенное с 2016 по 2019 год, было направлено на изучение свойств звезд на ранних этапах эволюции и отслеживание эволюции их звездных сред. Такие исследования ранее были ограничены ближайшими областями звездообразования низкой плотности. Астрономы впервые использовали космический телескоп "Хаббл", чтобы исследовать центр одного из немногих массивных скоплений Млечного Пути - Вестерлунд 2.
Астрономы обнаружили, что планеты трудно формировать в центральных областях скопления. Наблюдения также показывают, что звезды на окраинах скопления имеют огромные пылевые облака, в которых они образуются. Чтобы объяснить, почему некоторые звезды в Вестерлунде 2 испытывают трудности при формировании планет, а другие нет, исследователи указывают, что это в значительной степени связано с местоположением. Самые массивные и яркие звезды в скоплении собираются в центре. Вестерлунд 2 содержит не менее 37 чрезвычайно массивных звезд, некоторые из которых имеют массу до 100 солнечных масс. Испускаемые ими чрезвычайно интенсивное ультрафиолетовое излучение и ураганные звездные ветры действуют как огнеметы и разрушают диски вокруг соседних звезд, рассеивая гигантские облака пыли.
По сути, если у вас есть мощные звезды, их энергия изменит свойства диска, - объясняет ведущая исследовательница Елена Сабби из Научного института космического телескопа в Балтиморе, США. Диски все еще будут существовать, но звезды изменят состав пыли в них; поэтому сложнее создать устойчивые структуры, которые в конечном итоге приведут к образованию планет. Мы считаем, что пыль либо испарится через 1 миллион лет, либо ее состав и размер будут меняться так быстро, что планетам будет не из чего образовываться.
Вестерлунд 2 - это уникальная лаборатория, в которой вы можете изучать эволюцию звезд, потому что она относительно близка, довольно молода и содержит большое количество звезд. Скопление находится в звездных яслях, известных как Gum 29, расположенных на расстоянии около 14 000 световых лет в созвездии Кила (Карина). Звездный питомник трудно наблюдать, потому что он окружен пылью. К счастью, широкоугольная камера 3 "Хаббла" может видеть эту пылевую завесу в ближней инфракрасной области, давая астрономам четкое представление о скоплении. Отличное зрение "Хаббла" было использовано для разделения отдельных звезд и изучения плотности массивных звезд в центре скопления.
Менее чем два миллиона лет Вестерлунд 2 скрывает одну из самых массивных и самых горячих молодых звезд Млечного Пути, - сказал член команды Дэнни Леннон из Института астрофизики Канарских островов и Университета Ла Лагуна. Окружающая среда этого скопления постоянно бомбардируется сильными звездными ветрами и ультрафиолетовым излучением звездных гигантов, в 100 раз превышающих массу Солнца.
Сабби и ее команда обнаружили, что из почти 5000 звезд в Вестерлунде 2 с массами от 0,1 до 5 масс Солнца, 1500 демонстрируют драматические изменения в яркости, которые обычно объясняются наличием высокой плотности пыли и планетезималей. Вещество, вращающееся вокруг звезд, частично блокирует излучаемый ими свет, вызывая изменения яркости. Тем не менее, "Хаббл" обнаружил только признаки пыли вокруг звезд за пределами центральной области. Такое же уменьшение яркости не было зарегистрировано для звезд, находящихся на расстоянии четырех световых лет от центра.
Благодаря "Хабблу" астрономы теперь могут видеть, как звезды разрастаются в окружающей среде, подобной ранней Вселенной, где в скоплениях преобладали мощные массивные звезды. Безусловно, самая известная близлежащая звездная среда, содержащая массивные звезды, - это звездный питомник в туманности Ориона. Тем не менее, Вестерлунд 2 является более богатой мишенью благодаря большей численности звезд.
Мы думаем, что это планетезимали, уже существующие или появляющиеся в настоящее время, - объясняет Сабби. Они могут быть какими-то семенами, которые в конечном итоге приводят к образованию планет. Это системы, которые мы не видим вблизи очень массивных звезд. Мы можем видеть их только в звездных системах за пределами центра скопления.
Вестерлунд 2 дает нам гораздо лучшую статистику о том, как масса влияет на эволюцию звезд, как быстро они эволюционируют, и мы видим эволюцию звездных дисков и важность звездного взаимодействия в изменении свойств этих систем, сказал Сабби. Мы можем использовать всю эту информацию для улучшения наших моделей формирования планет и эволюции звезд.
Этот кластер также станет отличной целью для дальнейших наблюдений с использованием космического телескопа "Джеймса Уэбба". "Хаббл" помог астрономам идентифицировать звезды с возможными планетными структурами. Используя телескоп нового поколения, исследователи смогут выяснить, какие диски вокруг звезд не накапливают материю, а какие еще содержат вещество, из которого могут образовываться планеты. "Уэбб" также будет изучать химию дисков на разных этапах эволюции и наблюдать за их изменениями, чтобы помочь астрономам определить роль окружающей среды в их эволюции.
Основной вывод этой работы состоит в том, что мощное ультрафиолетовое излучение массивных звезд меняет диски вокруг соседних звезд, - сказал Леннон. Если это подтвердится измерениями, проведенными космическим телескопом "Джеймса Уэбба", то результат сможет также объяснить, почему планетные системы редки в старых массивных шаровых скоплениях.
Источник: hubblesite
