Астрофизики из института Макса Планка предлагают объяснять сверхбыстрое рождение целых кластеров звезд взаимодействием гравитации и магнитного поля.

© A. M. Stutz / MPIA
Где рождаются звезды: филамент в форме интеграла, два звездных кластера над филаментом, и облако L1641 на юге составляют зону звездообразования Orion A. Фото по краям сделаны разными телескопами, фото посередине — результат наложения.

Сделать звезду вообще-то просто: возьмите очень холодное облако водорода и горстку пыли, смешайте и оставьте в прохладном месте. Через несколько миллионов лет достаточно охладившиеся участки газопылевого облака под действием собственной гравитации взорвутся и образуют новые звезды.

На самом деле все, конечно, несколько сложнее. Существует два варианта: выбор зависит от величины изначального облака газа и пыли. Из небольшого облака формируется одна или несколько звезд, и процесс формирования идет, пока не кончится газ, то есть около трех миллионов лет. Более крупные облака газа и пыли живут в десять раз дольше, и порождают целые кластеры звезд, которые рождаются (по астрономическим меркам) практически одновременно и бывают очень большими.

30 миллионов лет — это очень недолгий срок для астрономов. Почему за это время успевает родиться так много звезд? Обычно это объясняли особой цепной реакцией, в которой взрыв одной звезды дает начало цепочке новых. Однако у Амелии Шутц и Эндрю Гулда появились другие соображения на этот счет.

В основу теории Шутц и Гулда легли карты распределения массы в структуре, известной как «филамент в форме интеграла». В центральной его части находится туманность Ориона, один из наиболее детально изученных астрономических объектов.

Данные показывают, что магнитное и гравитационное поле примерно одинаково влияют на филамент. На основе этого факта ученые выдвинули теорию о том, что он представляет собой гибкую колеблющуюся структуру. Идею подтверждает распределение протозвезд — еще не родившихся солнц, где вещество еще не достигло массы, необходимой для начала ядерных реакций синтеза.

Протозвезды легкие, поэтому филамент увлекает их за собой в своем колебательном движении. А вот молодые звезды, наоборот, тяжелы, поэтому постепенно отстают от этого движения. Поэтому «сердце» филамента состоит из протозвезд, а окружают его недавно зажегшиеся светила.

Туманность Ориона NASA
Туманность Ориона

Этот подход может объяснить расположение звездных кластеров. Так, в филаменте в форме интеграла самые старые кластеры удалены к его северному концу, более новые, еще окруженные остатками филамента, находятся ближе, а в его сердце находятся еще формирующиеся кластеры. Само образование кластеров, где звезды вспыхивают одна за другой, может объясняться взаимодействием гравитационного и магнитного полей, считают Шутц и Гулд. Некоторые процессы, наблюдаемые при таком взаимодействии, уже известны нам из физики плазмы. Однако теорию еще предстоит разработать, и только когда она будет оформлена, можно будет судить о том, является ли филамент в форме интеграла вместе с туманностью Ориона исключением — или правилом.