[/ підпис]
Протягом тривалого часу вчені розуміли, що зірки утворюються, коли міжзоряна речовина всередині гігантських хмар молекулярного водню зазнає гравітаційного колапсу. Як вони підтримують хмари газу та пилу, які живлять їх ріст, не продуваючи все це? Однак проблема виявляється менш загадковою, ніж здавалося колись. Дослідження, опубліковане цього тижня в журналі Science, показує, як зростання масивної зірки може тривати, незважаючи на тиск випромінювання назовні, яке перевищує гравітаційну силу, що тягне матеріал всередину.
Нові дані також пояснюють, чому масивні зірки мають тенденцію виникати у бінарних або декількох зіркових системах, сказав головний автор Марк Крумгольц, доцент кафедри астрономії та астрофізики в Каліфорнійському університеті Санта-Крус. Співавторами є Річард Клайн, Крістофер Маккі та Стелла Оффнер з УК Берклі та Ендрю Каннінгем з Національної лабораторії Лоуренса Лівермора.
Радіаційний тиск - це сила, що чиниться електромагнітним випромінюванням на поверхні, на які він вражає. Цей ефект є незначним для звичайного світла, але він стає значущим в інтер’єрах зірок через інтенсивність випромінювання. У масивних зірок радіаційний тиск є домінуючою силою, що протидіє гравітації, щоб запобігти подальшому краху зірки.
"Коли ви застосовуєте тиск випромінювання від масивної зірки до запиленого міжзоряного газу навколо неї, який набагато непрозоріший, ніж внутрішній газ зірки, він повинен вибухнути газовою хмарою", - сказав Крумгольц. Раніші дослідження припускали, що тиск випромінювання вибухне сировиною утворення зірок, перш ніж зірка може вирости набагато більше, ніж приблизно в 20 разів більша від маси Сонця. І все ж астрономи спостерігають зірки набагато масивніші за це.
Дослідницька група витрачала роки на розробку складних комп'ютерних кодів для моделювання процесів утворення зірок. У поєднанні з прогресом в обчислювальній техніці їх найновіше програмне забезпечення (зване ORION) дозволило їм здійснити детальну тривимірну імітацію обвалу величезної міжзоряної газової хмари з утворенням масивної зірки. Проект вимагав місяця обчислювального часу в суперкомп'ютерному центрі Сан-Дієго.
Моделювання показало, що коли пиловий газ обвалюється на зростаючому ядрі масивної зірки, коли тиск випромінювання виштовхується назовні, а сила тяжіння тягне матеріал, внаслідок цього виникають нестабільності, в результаті яких канали випромінювання вихлюпуються через хмару в міжзоряний простір, а газ продовжує падати всередину через інші канали.
"Ви можете бачити, як пальці газу потрапляють і радіація витікає між тими пальцями газу", - сказав Крумгольц. "Це показує, що вам не потрібні якісь екзотичні механізми; масивні зірки можуть утворюватися через процеси нарощування так само, як зірки низької маси ".
Обертання газової хмари в міру руйнування призводить до утворення диска матеріалу, що подається на зростаючу «протозірку». Диск гравітаційно нестабільний, однак він змушує збиватися і утворювати ряд дрібних вторинних зірок, більшість з яких у кінцевому підсумку стикається з центральним протозіркою. Під час моделювання одна вторинна зірка стала достатньо масивною, щоб відірватися та придбати власний диск, переросла у масивну зірку-компаньйон. Третя маленька зірка утворилася і викинула на широку орбіту перед тим, як повернутися назад і злитися з первинною зіркою.
Коли дослідники припинили моделювання, дозволивши йому розвиватися протягом 57 000 років імітованого часу, дві зірки мали масу в 41,5 і 29,2 рази більше маси Сонця і кружляли одна одну на досить широкій орбіті.
"Те, що формується в моделюванні, є загальною конфігурацією для масивних зірок", - сказав Крумгольц. «Я думаю, що тепер ми можемо розглянути таємницю того, наскільки масивні зірки здатні формуватися, щоб їх вирішити. Вік суперкомп'ютерів та можливість імітувати процес у трьох вимірах зробили це можливим ».
Джерело: UC Santa Cruz
