Потоки газа могут объяснить быстрое формирование массивных звёзд

Излучение пыли в области формирования массивных звёзд G336.018-00.827 ALMA1 на радиоволнах. Символ звезды указывает на положение протозвезды. Газ вращается и падает вдоль красных и синих стрелок. Поток газа (стример), обозначенный синей стрелкой, транспортирует газ из молекулярного ядра облака в область высокой плотности вблизи протозвезды. Автор: KyotoU / Фернандо Ольгин

Размеры нашей Вселенной и объектов в ней непостижимы для нас, людей. Масса Солнца более чем в 330 000 раз превышает массу Земли, и всё же во Вселенной существуют звёзды, которые полностью затмевают наше Солнце.

Звёзды с массами более чем в восемь раз превышающими массу Солнца считаются массивными. Они формируются быстро, в процессе, который сопровождается звёздным ветром и излучением. Этот процесс, называемый обратной связью, в обычных условиях не позволил бы образоваться столь массивным звёздам, поскольку масса терялась бы. Что-то «подкармливает» эти звёзды, но то, как именно они накапливают так много массы так быстро, оставалось загадкой.

Наблюдения предполагали, что огромные дискообразные структуры, формирующиеся вокруг звезды — аккреционные диски — могут быть основным способом быстрого «питания» молодых звёзд. Однако международная команда исследователей из нескольких учреждений, включая Университет Киото и Токийский университет, обнаружила другую возможность.

«Наша работа, кажется, показывает, что эти структуры питаются стримерами — потоками газа, которые переносят вещество с масштабов, превышающих тысячу астрономических единиц, по сути действуя как магистрали для массивных объёмов газа», — говорит Фернандо Ольгин, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Science Advances.

Основываясь на предыдущих исследованиях, команде потребовалось более высокое угловое разрешение, чтобы детально наблюдать эту систему, поскольку области формирования массивных звёзд находятся дальше, чем области с звёздами меньшей массы. Исследователи использовали Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решётку (ALMA) — мощный телескоп в Чили, состоящий из массива антенн, который может наблюдать излучение пыли и молекулярных линий на миллиметровых волнах.

Их наблюдения выявили молодую звезду, питающуюся, потенциально, двумя стримерами. Один такой стример был соединён с центральной областью звезды, с градиентом скорости, указывающим на вращение и, возможно, падение вещества. Это говорит о том, что стример переносит достаточно вещества с высокой скоростью, чтобы подавить эффекты обратной связи от молодой звезды, в конечном итоге способствуя образованию чрезвычайно плотной области вокруг центральной массивной звезды.

«Мы ожидали увидеть пылевой диск (тор) размером в несколько сотен астрономических единиц, но мы не ожидали, что спиральные рукава простираются так близко к центральному источнику. Мы обнаружили стримеры, питающие то, что в то время считалось диском, но, к нашему удивлению, либо диска нет, либо он extremely мал», — говорит Ольгин.

Эти результаты позволяют предположить, что независимо от наличия диска вокруг центральной звезды, стримеры могут транспортировать большие объёмы газа для питания звездообразующих регионов, даже при наличии обратной связи от центральной звезды.

Далее команда планирует расширить свои исследования, изучив другие регионы, чтобы выяснить, является ли этот режим аккреции обычным способом формирования массивных звёзд. Они также планируют исследовать газ вблизи звезды, чтобы определить, можно ли подтвердить или опровергнуть наличие небольших дисков.

Больше информации: Fernando Olguin, Massive extended streamers feed high-mass young stars, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw4512. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw4512

Источник: Kyoto University