Астрономы обнаружили необычный механизм формирования звёзд в ранней Вселенной. Международная группа исследователей из университетов Кюсю и Осаки провела уникальные наблюдения за Малым Магеллановым Облаком, которые могут изменить понимание звездообразования.

Учёные давно знают, что звёзды рождаются в особых областях космоса – «звёздных яслях», где высокие концентрации газа и пыли соединяются, формируя молодые звёзды. Во Млечном Пути эти молекулярные облака имеют вытянутую «нитевидную» структуру шириной около 0,3 светового года. Считается, что наша Солнечная система образовалась именно таким образом.

Дальний инфракрасный снимок Малого Магелланова Облака, полученный Космической обсерваторией «Гершель» Европейского космического агентства (ESA). Окружности обозначают положения, наблюдаемые телескопом ALMA, с соответствующим увеличенным изображением наблюдаемого молекулярного облака по радиоволнам, испускаемым оксидом углерода. Увеличенные изображения в жёлтых рамках обозначают нитевидные структуры. Изображения в синих рамках обозначают «пушистые» формы. Источник: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tokuda et al., ESA/Herschel

Однако новое исследование показало, что в ранней Вселенной некоторые звёзды могли формироваться в «пушистых» молекулярных облаках. Для изучения этого явления исследователи обратили внимание на Малое Магелланово Облако – карликовую галактику, находящуюся на расстоянии около 20 000 световых лет от Земли. Эта галактика содержит всего одну пятую часть тяжёлых элементов по сравнению с Млечным Путём, что делает её похожей на космическую среду ранней Вселенной возрастом около 10 миллиардов лет.

С помощью радиотелескопа ALMA в Чили учёные проанализировали данные 17 молекулярных облаков, в каждом из которых формировались звёзды массой в 20 раз больше Солнца. Результаты показали, что около 60% наблюдаемых облаков имели привычную нитевидную структуру, тогда как оставшиеся 40% представляли собой «пушистые» образования.

Казуки Токуда, постдокторант факультета естественных наук Университета Кюсю и ведущий автор исследования, объясняет, что разница температур между нитевидными и «пушистыми» облаками связана со временем их формирования. Изначально все облака были нитевидными с высокой температурой из-за столкновений друг с другом. При высокой температуре турбулентность в молекулярном облаке слабая. Но по мере охлаждения облака кинетическая энергия поступающего газа вызывает большую турбулентность и сглаживает нитевидную структуру, что приводит к образованию «пушистого» облака.

Если молекулярное облако сохраняет нитевидную форму, то оно с большей вероятностью разделится вдоль своей длины и сформирует множество звёзд, подобных нашему Солнцу – звёзд малой массы с планетными системами. Если же нитевидная структура не сохраняется, то образование таких звёзд может быть затруднено.

Исследование подчёркивает важность космической среды, в частности, достаточного количества тяжёлых элементов, для поддержания нитевидной структуры облаков и формирования планетных систем. В будущем учёные планируют сравнить полученные результаты с наблюдениями молекулярных облаков в средах, богатых тяжёлыми элементами, включая Млечный Путь.

Подробнее на iXBT