Астрофизики обнаружили сложную геометрию оболочек у протозвезд
Одна из больших загадок в астрофизике — как звездам, подобным Солнцу, удается удержать от коллапса молекулярные облака при своем «рождении»? Головоломка известна технически как «проблема углового момента при формировании звезд». Проблема заключается в том, что газ в формирующихся звездах в облаке имеет некоторые вращение, что дает каждому элементу газа сумму углового момента. В конце концов, достигается состояние, когда гравитационное притяжение рождающейся звезды уравновешивается центробежной силой, так, что газ из оболочки больше не рухнет внутрь определенного радиуса. Эта точка известна как центробежный барьер.
Наконец-то, используя измерения, снятые радиоантеннами ALMA в пустыне Атакама (Чили), ученые нашли информацию о том, как газ в облаке может найти свой путь к поверхности звезды.
Группа выбрала для наблюдения протозвезду L1527, расположенную в соседней области звездообразования, известную как молекулярное облако Тельца. Протозвезда находится примерно в 450 световых лет от Земли и имеет вращающийся протопланетный диск.
«Когда мы посмотрели на данные наблюдений», — говорит профессор Нами Сакаи, «мы поняли, что области вблизи центробежного барьера — там, где частицы могут выпадать, является довольно сложными, и мы поняли, что анализ поведения в этой переходной зоне может иметь решающее значение для понимания того, как оболочка коллапсирует».
Наблюдения показали, что существуют расширения оболочки в переходной зоне, создающие что-то вроде «пробки» в районе недалеко от центробежного барьера, где газ нагревается в результате ударной волны. При этом значительная часть импульса теряется, и газ падает в вертикальном направлении от плоского протопланетного диска, который образуется вокруг протозвезды.
Такое поведение хорошо согласуется с расчетами, которые группа ученых выполнила с использованием чисто баллистической модели, где частицы ведут себя как простые снаряды, которые не должны находиться под влиянием магнитных и других сил.
По словам Сакаи, астрофизики планируют «продолжать использовать наблюдения от мощного ALMA массива для дальнейшего улучшения нашего понимания динамики формирования звезд и полностью объяснить, как материя разрушается при формировании звезд. Эта работа также может помочь нам лучше понять эволюцию нашей Солнечной системы».