Какие силы действуют в скрытых центрах облаков, из которых образуются массивные звезды? Новые изображения показывают роль гравитации и вращающегося магнитного поля.
Создание массивной звезды
Звезды с массой, в 120 раз превышающей массу Солнца, являются ключевым фактором в эволюции галактик: они обогащают галактики тяжелыми элементами, которые не могут быть произведены где-либо еще. Однако массивные звезды окутаны тайной - на самом деле, мы до сих пор не до конца понимаем, как рождаются эти монстры.
Что мы знаем? Родиной массивных звезд являются молекулярные облака, которые под действием собственной гравитации схлопываются и распадаются на сгустки. Горячие ядра образуются в центрах этих сгустков по мере того, как они продолжают схлопываться. Аккреционные диски формируются вокруг этих молекулярных ядер, чтобы доставить материал из коллапсирующего облака к будущей звезде и помочь ей вырасти до точки, в которой ядерный синтез может воспламениться.
Наблюдения показывают, что в масштабах от ~2000 до ~20 000 а.е. магнитные поля играют важную роль в направлении вещества внутрь, чтобы помочь росту новой звезды. Однако наблюдения в меньших масштабах становится труднее выполнять - поэтому мы все еще не знаем, что происходит в самых внутренних областях ~ 1000 а.е., на границе между ядром и аккреционным диском. Могут ли магнитные поля оказывать полезную поддержку в таком маленьком масштабе? Или сила тяжести преобладает, в конечном итоге сокрушая все внутри?
Заглянем в пыль
В новом исследовании группа ученых под руководством Патрисио Санхуэса (Национальная астрономическая обсерватория Японии; СОКЕНДАЙ, Япония) обратилась к этим вопросам. Используя невероятную разрешающую способность Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA), Санхуэс и его коллеги исследовали газ и пыль в масштабе ~1000 а.е. вокруг горячего молекулярного ядра, заключенного в области звездообразования большой массы IRAS 18089– 1732.
Наблюдения ALMA с высоким разрешением показывают спиральные особенности в распределении как пыли, так и газа в этой самой внутренней области, создавая видимый вихрь вещества, падающий внутрь на молодую звезду. Используя измерения поляризации пыли, авторы смоделировали магнитное поле, чтобы подтвердить, что силовые линии были проведены вместе с газом, создавая конфигурацию с тороидальным компонентом, экваториально оборачивающимся вокруг протозвезды.
Гравитация
Что все это говорит нам о физических процессах в пределах 1000 а.е вокруг молодой звезды? Анализируя энергетический баланс системы, команда Санхуэса показывает, что гравитация перевешивает другие процессы в регионе, включая турбулентность, вращение и магнитное поле, которые играют примерно равную роль в попытке удержать IRAS 18089-1732 от коллапса.
В то время как магнитные поля оказывают значительное влияние на более крупные масштабы, в этой внутренней области, где царит гравитация, они уходят на задний план. Таким образом, в горячих, завернутых центрах схлопывающихся молекулярных облаков даже магнитные вихри в конечном итоге поддаются разрушению гравитацией и помогают формировать молодые звезды.
Источник: AAS