Учёные раскрыли секрет, как запускается процесс формирования звёзд

Исследования холодного газового облака L1544 продемонстрировали, как магнитные поля ослабевают перед гравитационным коллапсом, приводящим к образованию протозвезды

Наука и космос013:11

Астрономы впервые напрямую наблюдали амбиполярную диффузию — процесс, который считается одним из основных этапов перед «рождением» звезды. Наблюдения продемонстрировали, как газовые частицы начинают различаться по своему поведению: нейтральные молекулы постепенно удаляются под воздействием гравитации, в то время как заряженные частицы продолжают удерживаться магнитным полем. Этот механизм ослабляет магнитную поддержку газового облака и позволяет ему перейти к формированию молодой звезды.

Открытие было сделано учеными из Университета Кюсю в Японии и Института внеземной физики Общества Макса Планка в Германии. Результаты были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. Исследование сосредоточено на объекте L1544 — плотном холодном ядре в молекулярном облаке Тельца, одной из ближайших к Земле областей звездообразования.

Звёзды, включая Солнце, формируются внутри скоплений газа и пыли, где гравитация постепенно сжимает вещество. Однако этому процессу противостоят магнитные поля, пронизывающие облако. Если магнитная поддержка остается слишком сильной, она может замедлить или даже остановить коллапс, поэтому ученые давно предполагали, что перед образованием звезды магнитное поле должно ослабнуть.

Наблюдать этот процесс напрямую было сложно из-за условий внутри предзвёздных ядер. Температура там так низка, что многие распространённые молекулы замерзают на частицах пыли и становятся недоступными для наблюдений. Поэтому команда использовала 30-метровый радиотелескоп IRAM (Институт радиоастрономии в миллиметровом диапазоне) и выбрала 2 молекулы, которые сохраняются в газовой фазе: ион диазенилия-d1 (N2D+) и нейтральную молекулу пара-монодейтерированного аммиака (para-NH2D).

Эти молекулы находятся в одних и тех же плотных областях облака, но по-разному взаимодействуют с магнитным полем. Заряженные частицы связаны с магнитными линиями, а нейтральные молекулы могут постепенно отделяться от этого движения. Сравнив радиосигналы от 2 типов молекул, учёные обнаружили различие в их скоростях примерно 0,05 км/с.

Хотя это весьма малое значение, оно стало ключевым признаком амбиполярной диффузии. По мере уплотнения облака его проницаемость для излучения уменьшается, уровень ионизации снижается, а связь между газом и магнитным полем ослабевает. Нейтральные частицы начинают двигаться к центру под воздействием гравитации, в то время как ионы остаются связанными с магнитным полем.

Продолжение этого процесса постепенно уменьшает воздействие магнитного поля. Когда гравитация становится доминирующей силой, ядро начинает сжиматься и формирует протозвезду — начальную стадию существования звезды.

Учёные намерены проверить результаты на других предзвёздных ядрах и провести наблюдения с более высоким разрешением, чтобы тщательнее изучить движение газа. Полученные данные предоставляют прямое подтверждение одного из этапов, связывающих холодные газовые облака с началом формирования звёздных систем.

Darth SaharaИсточники:Astronomy & AstrophysicsНаука и космос0КосмосАстрономияАстрофизикаАстрохимияЗвёздная эволюцияМагнитные поляПротозвёзды13:11