Астрономы сделали важное открытие в области звездообразования, изучив сети филаментных структур вокруг участков формирования звёзд внутри гигантских молекулярных облаков (ГМО). Эти филаменты играют значительную роль в том, как звезды образуются, а новая работа показывает, что ударные волны от суперов остаются на переднем плане в этой сложной системе.
Влияние ГИГАНТСКИХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОБЛАКОВ НА ЗВЕЗДООБРАЗОВАНИЕ
Звезды формируются в ГМО, которые представляют собой обширные скопления в основном атомного водорода. Процесс звездообразования происходит в самых густых и холодных областях облаков, где газ накапливается легче. Однако этот процесс оказывается неэффективным: ГМО обычно превращают в звезды лишь 1-3% своего газа за время свободного падения (FFT). Даже в самых активных областях звездообразования, таких как Квандру обилия, этот показатель не превышает 10%.
РОЛЬ ФИЛАМЕНТНЫХ СТРУКТУР
Недавние наблюдения выявили филаментные структуры в ГМО, которые влияют на эффективность звездообразования. В исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal Letters, обсуждаются системы «центр-филаменты» (HFS), являющиеся ключевыми участками формирования массивных звезд и звездных скоплений. Филаменты в этих системах ориентированы радикально к центральным, высокоплотным узлам.
Новые МОДЕЛИ И СИМУЛЯЦИИ
Исследователи Синго Нозэки и Шу-ичиро Инутинка из Японии использовали суперкомпьютер ATERUI III для выполнения гидродинамических симуляций, показывающих, как взаимодействие газа с магнитными полями в ГМО меняется с течением времени. Они начали с начального состояния ГМО с высокой плотностью в центре и низкой на краях, затем ввели ударную волну.
СИСТЕМА «ЧАСОВНЯ»
Симуляции продемонстрировали, что магнитные поля, имеющие форму песочных часов, образуются в звездообразующих регионах. Когда ударная волна достигает молекулярного облака, изначально однородное магнитное поле начинает сжиматься, образуя узкие филаменты с высокой плотностью газа. Этот газ течёт по филаментам, собираясь в центре, где формируется звезда.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗВЕЗДООБРАЗОВАНИЯ
Внутри филаментов газ оказывается более плотным и течёт быстрее к центру, в то время как газ с низкой плотностью извне движется медленнее или вообще не движется. Это наряду с тем, что только примерно 0.7% газа из филаментов конвертируется в звёзды, объясняет, почему звездообразование в ГМО остаётся неэффективным. Установленная эффективность звездообразования (SFE) составляет 4%, что в целом соответствует наблюдениям.
ЦИКЛ ЖИЗНИ ЗВЕЗД
Согласно Нозэки, источником ударных волн могут быть две основные причины: радиационные «пузыри», создаваемые новообразованными массивными звёздами, и расширяющиеся остатки супервзрывов. «За каждым циклом жизни звезды стоит влияние на формирование новых звёзд», — отмечает учёный.
Таким образом, понимание роли филаментных структур и взаимодействия с магнитными полями существенно углубляет наши знания о процессе звездообразования и его эффективности.
