Астрономы смогли напрямую измерить истинные массы молодых звезд в области звездообразования Орион, проследив с рекордной точностью их орбитальное движение. Работа основана на радионаблюдениях сети телескопов NSF Very Long Baseline Array (VLBA), которая позволила «разглядеть» системы, скрытые плотными облаками газа и пыли. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
Масса звезды — ключевой параметр, определяющий ее судьбу: продолжительность жизни, яркость, вероятность вспышки сверхновой и даже типы планет, которые могут сформироваться вокруг нее. Однако для молодых объектов, окруженных пылевыми коконами, такие измерения долгое время оставались крайне затруднительными. Радионаблюдения помогли обойти эту проблему, поскольку радиоволны проходят через пыль с минимальными потерями.
Как взвесить невидимое
Исследователи наблюдали двойные системы — пары звезд, вращающиеся вокруг общего центра масс. Отслеживая их «орбитальные танцы» в радиодиапазоне, ученые вычислили динамические массы напрямую, без опоры на теоретические модели эволюции. Такой подход считается наиболее надежным, поскольку использует гравитационную динамику, а не косвенные оценки.
Сеть VLBA объединяет радиотелескопы от Гавайев до Виргинских островов, формируя виртуальный инструмент размером с целый континент. Это позволяет фиксировать смещения звезд на уровне долей дуговой миллисекунды — сопоставимо с наблюдением толщины человеческого волоса с расстояния в тысячу километров. Повторные наблюдения в течение месяцев и лет дают траектории орбит, по которым вычисляют массу каждой компоненты системы.
Несовпадения с моделями
Сравнение полученных масс с существующими моделями показало неоднозначные результаты: часть звезд хорошо вписывается в теорию, но как минимум одна система продемонстрировала явное расхождение. Это означает, что модели формирования молодых звезд могут требовать корректировки. Кроме того, наблюдения выявили ранее неизвестные звезды-компаньоны и признаки необычно высокой магнитной активности даже у относительно «созревших» молодых звезд.
Для справки
В астрономии часто измеряют только «минимальную массу» объектов, поскольку неизвестен угол наклона орбиты. Знание наклонения позволяет определить истинную массу компонент кратной системы.
Область Ориона, расположенная на расстоянии в 1000-1400 световых лет от Земли в одноименном созвездии, считается одними из ближайших «звездных яслей» — лабораторий исследования звездообразования. Комплекс содержит множество молодых систем с формирующимися протопланетными дисками.
Масса молодой звезды напрямую влияет на структуру диска и вероятность формирования планет-гигантов. Это делает точные измерения важными для понимания происхождения и эволюции планетных систем.
Фото другой необычайно активной области Млечного Пути — туманности «Три Лепестка» (Trifid Nebula) — мы опубликовали здесь.