В сенсационном научном прорыве международная команда, в которую вошли астрономы Уральского федерального университета (УрФУ), Центра астрофизики Университета Гуанчжоу и специалисты еще из девяти стран, впервые зафиксировали спиральные потоки вещества, питающие молодые массивные звезды. Дополнительно ученые выявили три новых типа молекул, участвующих в создании мощного мазерного излучения. Этот успех вдохновляет специалистов по всему миру и открывает новые горизонты в понимании механизмов рождения и эволюции самых ярких объектов Вселенной — массивных звезд.
Загадка формирования гигантских звезд
Массивные звезды — это космические гиганты, размеры которых превосходят восемь солнечных масс. Их жизненный цикл завершается грандиозным взрывом сверхновой, а вклад этих объектов в развитие галактик сложно переоценить. Однако до сих пор оставалось неясным, как вещество может накапливаться вокруг молодой массивной звезды, несмотря на мощное радиационное давление, которое способно разогнать аккрецируемую материю.
Ответ на этот вопрос стал возможен благодаря детальному изучению протозвезды G358.93-0.03 (G358-MM1), удаленной на впечатляющие 22 тысячи световых лет от Земли. Масса этого объекта приблизительно в 12 раз выше солнечной, что делает его отличной лабораторией для исследования процессов рождения массивных светил.
Спиральные потоки: новая глава в звездной эволюции
Совместная работа российских и зарубежных ученых доказала, что газово-пылевой диск вокруг G358-MM1 обладает отчетливой спиральной структурой, связанной с вращательным движением звезды. Именно по этим спиральным рукавам вещество поступает из внешних космических оболочек к центру, где постепенно аккумулируется на формирующейся протозвезде.
Анализ показал, что в данный момент диаметр диска достигает 1340 астрономических единиц. Такая структура подтверждает сценарий, при котором аккреция — поступление вещества на центральную звезду — происходит по устойчивым спиральным потокам, а не хаотично. Это закрывает давнюю загадку астрономии и существенно уточняет модели образования массивных светил.
Мазерные излучения: уникальный инструмент наблюдений
Истинным прорывом стало использование уникальных всплесков мазерного излучения. Мазеры — это своеобразные усилители радиоволн, возникающие на определенных переходах молекул в окрестностях формирующихся звезд. Определенные типы молекул проявляют квантовые переходы, которые приводят к эфемерным и крайне ярким вспышкам радиовыделения, порой превышающих обычное излучение в триллионы раз.
Благодаря регистрации сверхярких мазерных вспышек стало возможным впервые увидеть, как спиральные потоки материала реально питают звезду. Информация о местоположении и скорости мазеров позволила воссоздать точную трехмерную структуру динамики вещества вокруг G358-MM1.
Особое значение имеют три открытых вида молекулярных мазеров: на переходах тяжелой воды, изоциановой кислоты и изотопа метанола. Изучение их взаимодействия дало ключ к пониманию того, как аккреционные вспышки и спиральные потоки взаимосвязаны.
Международная кооперация и ведущие обсерватории
Ключевую роль в успехе исследования сыграли современные радиотелескопы: китайский гигант Tianma (TMRT) с диаметром 65 метров и знаменитый американский радиоинтерферометр Very Large Array (VLA). Благодаря данным, полученным с этих обсерваторий, ученые смогли зафиксировать ранее неуловимые признаки движения вещества и светимость мазеров с поразительной точностью.
Работа объединила профессионалов в области радиоастрономии, теоретической физики и моделирования со всего мира. Россия, Китай, США и еще девять стран впервые достигли такого уровня глубины и детализации при изучении процессов рождения массивных звезд.
Комментарий руководителей исследования
Директор Коуровской астрономической обсерватории УрФУ Андрей Соболев отметил: "В этом проекте нам удалось открыть сразу несколько новых видов молекулярных мазеров и наглядно доказать, что вещество к массивной звезде действительно поступает по спирали. Более того, мы убедились, что временные мазерные вспышки связаны с аккреционными событиями — когда в диск втекает плотный сгусток вещества".
Профессор Центра астрофизики Университета Гуанчжоу Щи Чен добавил: "Открытие новых типов мазеров позволило наблюдать процесс звездообразования вживую. Мы получаем свидетельства того, что механизм дисковой аккреции и спиральных потоков работает как для массивных, так и для малых звезд. Это универсальный процесс, открывающий путь к новым открытиям в астрофизике".
Прорыв в понимании эволюции звезд
Новые результаты благоприятно дополняют существующие теории и впервые демонстрируют прямую связь между изменением светимости протозвезды и аккрецией вещества из спиральных рукавов растущего диска. Теперь можно уверенно утверждать, что дисковая аккреция является ключевым механизмом формирования звезд во всей Вселенной.
Уникальный опыт международной кооперации, задействование лучших современных радиообсерваторий и выдающиеся достижения УрФУ и Центра астрофизики Гуанчжоу открывают перед астрономией новые горизонты. Эти открытия не только подчеркивают значение межнационального сотрудничества в науке, но и дарят уверенность, что человечество приближается к разгадке фундаментальных законов Вселенной.
Источник: scientificrussia.ru
