В Галактике непрерывно происходит рождение новых звезд, однако временной масштаб этого процесса до сих пор неясен. Причины тому кроются в трудно определяемом балансе между силами гравитации, газовым давлением, магнитным полем, турбулентностью и другими факторами, определяющими эффективность звездообразования. Ученым Института астрономии РАН (ИНАСАН) удалось определить продолжительность начальной стадии зарождения новых звезд в молекулярном волокне, которое находится в созвездии Возничего. Оно содержит четыре плотных сгустка, их возраст примерно 100–300 тысяч лет.
Обычно оценки продолжительности процесса звездообразования получают косвенными методами, основываясь на относительном количестве объектов на той или иной стадии. Это затрудняет получение абсолютных оценок. В ИНАСАН для этого использовали метод химических часов, основанный на сравнении наблюдаемых концентраций молекул в сгустках волокна с результатами астрохимического моделирования.
«Определение момента времени, при котором достигается наилучшее согласие между наблюдаемыми и теоретическими концентрациями, позволяет оценить абсолютный возраст сгустка. Мы впервые совместно использовали карты концентраций молекул оксида углерода, моносульфида углерода, аммиака и диазенилиума в каждом из звездообразующих плотных сгустков волокна, а не в отдельных направлениях, как это обычно делается», — рассказала первый автор работы, сотрудница ИНАСАН Ольга Рябухина.
Карты концентраций ученые получили на основе наблюдений радиолиний молекул на 20 и 100-метровом телескопах. Анализ яркости линий излучения молекул позволил получить плотность и температуру газа в сгустках и построить их физические модели. Сгустки одинакового астрохимического возраста показывали похожие данные, что позволило говорить о возрасте волокна, как целого, и сделать вывод о быстром звездообразовании в нем.
В дальнейшем астрономы планируют проанализировать излучения молекул, содержащих атомы дейтерия (тяжелого водорода). Это укажет, при каких условиях несколько сотен тысяч лет назад образовались сами сгустки.
Работа проводилась в рамках госзадания ИНАСАН «Рождение звезд и эволюция звездных населений в галактиках (шифр — ВОСХОД)». Результаты исследования опубликованы в одном из международных научных изданий.