[/ Подпись]
Долгое время ученые понимали, что звезды образуются, когда межзвездное вещество внутри гигантских облаков молекулярного водорода претерпевает гравитационный коллапс. Как они поддерживают облака газа и пыли, которые питают их рост, не сдувая все это? Проблема, однако, оказывается менее загадочной, чем когда-то казалось. Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале «Наука», показывает, как может происходить рост массивной звезды, несмотря на то, что выходящее наружу радиационное давление превышает гравитационную силу, притягивающую материал внутрь.
Новые результаты также объясняют, почему массивные звезды имеют тенденцию встречаться в двойных или множественных звездных системах, говорит ведущий автор Марк Крумхольц, доцент кафедры астрономии и астрофизики в Калифорнийском университете в Санта-Крус. Соавторами являются Ричард Кляйн, Кристофер Макки, Стелла Оффнер из Калифорнийского университета в Беркли и Эндрю Каннингем из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса.
Радиационное давление - это сила, оказываемая электромагнитным излучением на поверхности, которые он ударяет. Этот эффект незначителен для обычного света, но он становится значительным во внутренностях звезд из-за интенсивности излучения. В массивных звездах радиационное давление является доминирующей силой, противодействующей гравитации, чтобы предотвратить дальнейший коллапс звезды.
«Когда вы применяете радиационное давление от массивной звезды к пыльному межзвездному газу вокруг нее, который гораздо более непрозрачен, чем внутренний газ звезды, он должен взорвать газовое облако», - сказал Крумхольц. Более ранние исследования показали, что радиационное давление унесет сырье звездообразования, прежде чем звезда сможет вырасти намного больше, чем примерно в 20 раз больше массы Солнца. Все же астрономы наблюдают звезды намного более массивные, чем это.
Исследовательская группа потратила годы на разработку сложных компьютерных кодов для моделирования процессов звездообразования. В сочетании с достижениями в области компьютерных технологий их новейшее программное обеспечение (названное ORION) позволило им провести детальное трехмерное моделирование коллапса огромного межзвездного газового облака с образованием массивной звезды. Проекту потребовались месяцы вычислительного времени в суперкомпьютерном центре Сан-Диего.
Моделирование показало, что, когда пылевой газ падает на растущее ядро массивной звезды, когда давление радиации выталкивает наружу, а гравитационный материал втягивает внутрь, возникают нестабильности, которые приводят к появлению каналов, в которых излучение выходит через облако в межзвездное пространство, в то время как газ продолжает падать внутрь через другие каналы.
«Вы можете видеть падающие пальцы газа и утечку излучения между этими пальцами газа», - сказал Крумхольц. «Это показывает, что вам не нужны какие-то экзотические механизмы; массивные звезды могут образовываться в процессе аккреции точно так же, как звезды малой массы ».
Вращение газового облака при его разрушении приводит к образованию диска материала, который подается на растущую «протозвезду». Однако диск гравитационно нестабилен, из-за чего он слипается и образует серию небольших вторичных звезд, большинство из которых сталкиваются с центральной протозвездой. При моделировании одна вторичная звезда стала достаточно массивной, чтобы оторваться и приобрести собственный диск, превратившись в массивную звезду-компаньон. Третья маленькая звезда сформировалась и была выброшена на широкую орбиту, прежде чем упасть обратно и слиться с первичной звездой.
Когда исследователи остановили моделирование, позволив ему развиваться в течение 57 000 лет моделируемого времени, две звезды имели массы, в 41,5 и 29,2 раза превышающие массу Солнца, и вращались вокруг друг друга на довольно широкой орбите.
«В моделировании сформировалась общая конфигурация для массивных звезд», - сказал Крумхольц. «Я думаю, что теперь мы можем рассмотреть тайну того, как массивные звезды могут образовываться, чтобы быть раскрытыми. Эпоха суперкомпьютеров и способность моделировать процесс в трех измерениях сделали возможным решение ».
Источник: UC Santa Cruz
