Ученые выяснили, как рождались звезды в ранние космические эпохи

Ученые говорят, что даже сегодня понимание образования звезд все еще развивается. А понять, как образовывались звезды в ранней Вселенной, еще сложнее.

Ученые выяснили, что некоторые звезды в ранней Вселенной могли рождаться в "пуховых" космических коконах.

Об этом пишет Space.com.

Звезды рождаются в "звездных яслях" – регионах галактик, богатых газом и пылью, которые могут становиться чрезмерно плотными и коллапсировать, образуя молодые звезды, или "протозвезды". Эти газовые скопления, известные как "молекулярные облака", могут простираться на сотни световых лет и служить местом рождения тысяч звезд.

Современные ученые хорошо понимают, как формируются звезды во Вселенной сегодня, однако остается загадкой, происходил ли этот процесс таким же образом в ранние космические эпохи.

"Даже сегодня наше понимание процесса звездообразования еще развивается, а осознать, как звезды формировались в ранней Вселенной, еще сложнее. Ранняя Вселенная значительно отличалась от современной: она была заполнена преимущественно водородом и гелием, а более тяжелые элементы появились позже в массивных звездах", – рассказал руководитель исследования, исследователь Университета Кюсю Кадзуки Токуда.

В Млечном Пути молекулярные облака, порождающие звезды, имеют волокнистую (или "нитевидную") структуру. Она распадается на плотные молекулярные ядра, похожие на "звездные яйца". Эти ядра притягивают к себе газ и пыль из более широкого молекулярного облака, пока не образуется молодая звезда.

Но так ли было миллиарды лет назад?

"Мы не можем путешествовать назад во времени, чтобы изучать звездообразование в ранней Вселенной, но можем наблюдать его аналоги в современной Вселенной", – объяснил Токуда.

Одной из таких сред, которая также имеет мало тяжелее гелия элементов (которые астрономы называют "металлами"), является Малое Магелланова Облако (MMО). Эта карликовая галактика-спутник Млечного Пути, расположенная примерно за 200 тыс. световых лет от нас и содержит лишь часть металлов, которые есть в нашей галактике. Это делает ее замечательной моделью для изучения условий, царивших во Вселенной около 4 млрд лет после Большого взрыва (т.е. 10 млрд лет назад).

Чтобы исследовать, как формировались первые звезды, Токуда и его коллеги обратились к MMО, используя массив радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter Array) в Чили.

Предыдущие исследования звездообразующих регионов MMО не обладали достаточным разрешением, чтобы определить, существуют ли там волокнистые молекулярные облака. ALMA позволил получить более четкие изображения этой карликовой галактики, помогая ученым ответить на этот вопрос.

"В общей сложности мы собрали и проанализировали данные про 17 молекулярных облаков. В каждом из них зарождались молодые звезды массой, примерно в 20 раз больше массы Солнца. Мы выяснили, что около 60% исследованных молекулярных облаков имели нитевидную структуру шириной примерно 0,3 светового года, а остальные 40% имели "пушистую" форму", – рассказал Токуда.

Команда также определила, что температура внутри нитевидных молекулярных облаков была выше, чем у "пушистых". Исследователи предполагают, что эта разница в температуре связана с возрастом облаков.

Результаты указывают на то, что высокая температура нитевидных облаков обусловлена их столкновением. Когда температура высокая, газовые облака менее турбулентны, но со временем они охлаждаются, становятся более хаотичными, что и приводит к образованию "пушистой" формы.

Этот процесс влияет на звездообразование. В нитевидных облаках легче образуются низкомассивные звезды, подобные Солнцу. Однако, если облако становится "пушистым", оно может не распастся на меньшие части, что затрудняет формирование таких звезд.

"Это исследование показывает, что среда, в частности наличие достаточного количества тяжелых элементов, является решающей для поддержки нитевидной структуры и может играть важную роль в формировании планетных систем. В будущем будет важно сравнить наши результаты с исследованиями молекулярных облаков в средах, богатых тяжелыми элементами, в частности в Млечном Пути", — рассказал Токуда.

Он добавил, что такие исследования помогут лучше понять эволюцию молекулярных облаков и их изменения со временем, а также нарисовать более подробную картину развития Вселенной в целом.

К слову, марсоход NASA зафиксировал следы жидкой воды, и это меняет представление о Красной планете.