ALMA показала многоуровневое дробление в процессе формирования массивных звёзд

Исследователи из Юньнаньского университета, Шанхайской астрономической обсерватории (SHAO) Китайской академии наук и Национальной астрономической обсерватории Японии представили новые данные о механизмах фрагментации в областях формирования массивных звёзд.

Слева: S-образная структура в области I19074, серыми эллипсами отмечены плотные ядра, зелёными символами — протозвёзды. Справа: Распределение расстояний между ядрами внутри S-образной структуры, где зелёные эллипсы — сгустки, синие точки — ядра. Автор: SHAO.

С помощью комплекса радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) учёные с высоким разрешением наблюдали S-образную область звездообразования, выявив многоуровневый процесс фрагментации, вызванный обратной связью от ионизированных областей. Эти находки предоставляют наблюдательное подтверждение «кламп-фид» модели (clump-fed) формирования массивных звёзд и являются ключевым доказательством для понимания динамики звёздного рождения.

Исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, сосредоточено на области IRAS 19074+0752 (I19074). Данные ALMA показали вытянутую S-образную нить длиной 2,8 парсека, напоминающую танцующего китайского дракона. Эта нить состоит из северного (Fn) и южного (Fs) сегментов.

Сегмент Fn тесно связан с яркой инфракрасной областью HII, в то время как Fs находится в относительно спокойной, тёмной в инфракрасном диапазоне среде. Учёные предположили, что S-образная морфология, вероятно, является результатом сжатия и изгиба изначально линейной нити расширяющейся областью HII, что проливает новый свет на формирование нитей и их взаимодействие с межзвёздной средой.

Исследователи также выявили иерархическую картину фрагментации в I19074, следующую последовательности «нить → сгусток → ядро». Однако Fn и Fs продемонстрировали различные механизмы дробления. На Fn, находящийся под влиянием области HII, наблюдалась картина «фрагментации оболочки» с образованием трёх сгустков на расстоянии примерно в один парсек друг от друга, что соответствует модели «сбора и коллапса», вызванной расширением ионизированного газа. В отличие от этого, на Fs был обнаружен только один сгусток на конце нити, что согласуется с механизмом «доминирующего коллапса на концах», когда гравитационная нестабильность вызывает локализованную фрагментацию.

Интересно, что среднее расстояние между ядрами как в Fn, так и в Fs составляло примерно 0,17 парсека. Это расстояние можно объяснить почти сферической джинсовской фрагментацией, что позволяет предположить, что формирование ядер малого масштаба внутри сгустков в значительной степени не зависит от условий крупномасштабной среды. Этот вывод подчёркивает, что, хотя фрагментация нити сильно зависит от внешней обратной связи, переход от сгустка к ядру подчиняется универсальным физическим законам — ключевое понимание для будущих исследований.

Кроме того, исследователи идентифицировали в I19074 26 плотных ядер с массами от 1 до 23 солнечных масс. Из них 92% были гравитационно связаны, и не было обнаружено явных кандидатов в массивные беззвёздные ядра.

Эти результаты поддерживают «кламп-фид» модель, в которой ядра превращаются в массивные звёзды, непрерывно аккрецируя материал из окружающих сгустков. Эта модель предоставляет новые наблюдательные ограничения для теорий формирования звёзд высокой массы.

Больше информации: Y. Q. Guo et al, Multi-scale view of the S-shaped high-mass star-forming filament IRAS 19074+0752 observed as part of the INFANT survey, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202556572

Источник: Chinese Academy of Sciences