Массивные звёзды, масса которых превышает восемь солнечных, играют ключевую роль в космической эволюции. Их излучение, ветры и взрывы сверхновых значительно изменяют межзвёздную среду, формируя структуру и развитие галактик. В отличие от маломассивных звёзд, которые образуются относительно простым гравитационным коллапсом, формирование массивных звёзд происходит в динамичных и масштабных газовых средах, и механизм переноса газа к аккреционному диску до сих пор оставался неясным.

Используя комплекс телескопов ALMA и VLA, учёные впервые отследили движение газа от примерно 2500 астрономических единиц до 40 а.е. от протозвезды. Наблюдения проводились в массивном регионе звездообразования IRAS 18134-1942, расположенном в 1,25 килопарсека от Солнца.

Результаты демонстрируют слоистую систему газовых потоков: на самых больших масштабах несколько спиральных потоков направляют вещество к центральной части, формируя вытянутую структуру, которая направляет газ всё ближе к протозвезде. Ближе к центру газ образует вращающуюся, коллапсирующую оболочку, которая в пределах нескольких сотен а.е. превращается в аккреционный диск.

Скорость перемещения газа в спиральных и вытянутых структурах составляет около 0,0001 массы Солнца в год, но снижается примерно до 0,000001 массы Солнца в год на уровне диска, что указывает на то, что оболочка и диск вместе регулируют рост протозвезды. Более того, ось вращения оболочки наклонена в противоположную сторону относительно оси диска — не полное противопоставление, а смещение, вероятно вызванное турбулентными потоками, которые доставляют неоднородный угловой момент.

«Наши результаты показывают, что внутренние структуры массивных молекулярных облаков не являются случайными или хаотичными, а могут проявлять высоко упорядоченные, подобные галактикам, иерархические паттерны», — отметил доктор Май Сяофэн из Шанхайской обсерватории, ведущий автор работы. Это служит важным наблюдательным доказательством того, как массивные звёзды аккумулируют материю и формируют аккреционные диски в сложных средах.

Открытие проливает свет на механизмы переноса газообразного вещества и формирования массивных звёзд в масштабах, значительно превосходящих ранее известные, и раскрывает иерархическую природу процессов звездообразования.