Юные звёзды «чихают», распространяя газ и пыль, из которых рождаются планеты

Расследование явления, проливающее свет на процессы звездообразования

Исследователи обнаружили, что юные звезды проявляют интересное явление — своего рода «чихание», которое выделяет газ и пыль. Эти извержения являются важной частью звездного развития и могут раскрыть многое о процессах их эволюции, в том числе о потенциальной способности формировать вокруг себя планеты.

Этот феномен был обнаружен группой учёных из Университета Кюсю в Японии, которые использовали комплекс радиотелескопов ALMA для исследования протозвёздных дисков — дисков газа и пыли, окружающих молодые звезды, вокруг которых формируются планеты. 

Когда звезда формируется, плотные и холодные области материала собираются в массивные облака межзвёздного газа и пыли. Эти сгустки материи постепенно увеличивают свою массу и, в конечном итоге, коллапсируют, образуя протозвёзды, окруженные дисками материи.

Протозвёзды продолжают набирать массу, притягивая к себе дополнительный материал из окружающего пространства. Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление в ядре звезды не будет достаточным для запуска ядерного синтеза водорода в гелий. Этот этап определяет возникновение звезды главной последовательности, подобной Солнцу. Приблизительно 4,6 миллиарда лет назад наша звезда проходила через подобный этап рождения и развития. 

Однако в процессе эволюции молодых звёзд возникает астрономическая загадка: их магнитные поля значительно сильнее, чем у протозвёзд в зрелом состоянии. Как поясняет доктор Кадзуи Токада (Kazui Tokada), руководитель исследовательской группы и учёный Университета Кюсю, «Эти структуры постоянно пронизаны магнитными полями, которые влекут за собой магнитный поток. Однако если бы этот поток сохранялся по мере развития звезды, то он создавал бы магнитные поля значительно сильнее, чем наблюдаемые у известных протозвёзд».

Это означает, что магнитная энергия должна быть каким-то образом извлечена из системы. Именно «чихание» помогает звёздам избавиться от излишней энергии, обеспечивая более плавное развитие звезды.

Для понимания механизмов этого процесса исследователи сосредоточились на регионе MC 27, находящемся примерно в 450 световых годах от Земли. С помощью массива из 66 радиотелескопов ALMA они обнаружили «шипообразные структуры», простирающиеся на значительные расстояния от протозвёздного диска, — в несколько раз дальше, чем среднее расстояние между Солнцем и Землёй.

Как поясняет Токада: «Когда мы изучили этот феномен более подробно, мы поняли, что это были выбросы магнитного потока, пыли и газа. Это явление возникает когда нестабильность магнитного поля реагирует на различную плотность газа в протозвёздном диске, что приводит к выбросу магнитного потока наружу».

В дополнение, учёные обнаружили в окрестностях протозвёздного диска MC 27 другие шипообразные структуры, простирающиеся в тысячи дальше, чем расстояние между Землёй и Солнцем. Эти открытия  учёные рассматривают как свидетельство звёздных «чиханий», происходивших ранее у молодых звёзд в этом регионе.

Доктор Токада выразил надежду, что: «Подобные структуры обнаружатся также у других молодых звёзд, и это станет более распространённым астрономическим наблюдением. Путем изучения условий, приводящих к такому “чиханию”, мы сможем расширить понимание процессов формирования звёзд и планет».