Астрономы показали, что Туманность Ориона, Плеяды и Гиады — это три стадии жизни одного и того же типа звёздных скоплений. Исследование предлагает единый сценарий их формирования и развития.

Авторы реконструировали жизненный цикл звёздных скоплений от плотного состояния в начале развития, аналогичного скоплению в Туманности Ориона (ONC), до более зрелых форм, представленных Плеядами и, на поздней стадии, разреженными, но всё ещё гравитационно связанными Гиадами. Несмотря на разницу в возрасте (от 2,5 до 700 миллионов лет) и плотности, все три объекта могут быть объяснены как звенья одной эволюционной цепи.

Туманность Ориона. Источник: NASA, ESA, M. Robberto / Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team ??????(Creative Commons Attribution 4.0 International license )

В основе исследования лежат численные симуляции, охватывающие 800 миллионов лет динамики звёздных систем. Для начальных условий использовались параметры, соответствующие реальным наблюдениям ONC: высокая звёздная плотность, компактное ядро, высокая доля двойных звёзд и остаточные газовые облака. Эти данные были получены, в частности, с помощью космического телескопа Gaia (DR3). Расчёты включали индивидуальные гравитационные взаимодействия между всеми звёздами и газом, моделируя их совместную эволюцию в реалистичной среде, под действием внутренних процессов и внешнего гравитационного поля Галактики.

Оказалось, что по мере рассеивания газа скопление теряет значительную часть своих звёзд — до 85% от начальной численности. Происходит выброс звёзд на орбиты, при которых они больше не удерживаются скоплением, а со временем переходят на галактические орбиты и становятся частью поля звёзд Млечного Пути. При этом ядро остаётся гравитационно связанным и продолжает эволюционировать, расширяясь и разрежаясь. Один из промежуточных этапов этой эволюции по своей структуре и плотности напоминает Плеяды — более рассеянное, но ещё явно выраженное скопление. На завершающей стадии объект становится похожим на Гиады — скопление с меньшей плотностью и численностью, но сохраняющее общую структуру.

Созвездие Ориона и Тельца с тремя рассеянными звёздными скоплениями: Орионом, Плеядами и Гиадами. Источник: Ghasem Safaei, Hosein Haghi, Akram Hasani Zonoozi, Pavel Kroupa DOI: 10.1093/mnras/staf941

Авторы подчёркивают, что сходство между Туманностью Ориона, Плеядами и Гиадами не ограничивается их положением на небе. Результаты симуляций показывают, что открытые звёздные скопления с высокой вероятностью формируются по единому сценарию. Имея происхождение в плотной газовой среде, они проходят через характерные этапы утраты массы, перераспределения орбит и расширения, даже если конкретные условия образования (масса, турбулентность газа, число звёзд) немного различаются. Это означает существование устойчивого режима звёздообразования в галактике, при котором даже независимые молекулярные облака могут порождать скопления со схожей эволюцией.

Авторы предполагают, что аналогичный подход может быть применён и к другим группам звёзд, которые ранее не считались родственными. В частности, они упоминают скопление α Персея, группу звёзд вокруг двойной звезды Лямбда Ориона, а также возможную связь между скоплением IC 4665 и другими молодыми структурами на окраинах галактики. Новая методика позволяет переосмыслить «генеалогию» звёздных систем в пределах Млечного Пути и уточнить, насколько тесно связаны наблюдаемые группы звёзд с общими истоками.

Подробнее на iXBT