С помощью телескопа ALMA астрономам удалось захватить исключительно четкое изображение тройной протозвездной системы еще на ранних стадиях развития. Новая фотография позволяет по‑новому взглянуть на некоторые звездные системы и на то, как происходит их жизненный цикл.
Протозвездные системы: новый взгляд на молодые звезды

Эта новорожденная протозвездная система называется L1448 IRS3B и ей меньше 150 000 лет — по космическим меркам она еще ребенок. Система включает спиральный протозвездный диск и три молодых звезды, интегрированных в него. Астрономы и раньше были знакомы с этой системой, но им впервые удалось заполучить изображение такого высокого разрешения — фактически, это первая по‑настоящему качественная фотография молодой тройной звездной системы. Благодаря ALMA, ее разрешение выше в 2 раза, а чувствительность в 10, в сравнении с предыдущими фото.

Самым необычным является положение новорожденных звезд по отношению друг к другу. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, отмечает, что эта конфигурация небесных тел меняет наше представление о том, как системы, состоящая из нескольких звезд, появляются из спиралевидной массы газа и пыли в пределах протозвездного диска. Фотография позволяет сделать предположение, что есть как минимум два способа, благодаря которым могут возникнуть подобные комплексы, и в данном случае третья звезда появилась тогда, когда две предыдущие уже сформировались. Более ранние наблюдения показывают, что звезды также могут образовываться независимо друг от друга из отдельных облаков пыли и газа.

L1448 IRS3B охватывает около 800 астрономических единиц (AU), что примерно в восемь раз больше диаметра нашей Солнечной системы. Два протозвезды в центре диска находятся на дистанции около 61 а.е. друг от друга, в то время как третья расположена на расстоянии около 183 а.е. от центра (для сравнения, Плутон отстоит от Земли примерно на 40 а.е.). Именно эта, наиболее отдаленная и яркая звезда считается астрономами самым молодым членом группы. В ходе исследования команда, во главе с астрономом Джоном Тобином из Университета Оклахомы, предположила, что подобная ориентация звезд в пространстве предполагает, что система недавно пережила период гравитационной нестабильности, что и привело к рождению по крайней мере одной из трех звезд.

Фотография системы, полученная с помощью 8-мм телескопа Very Large Array Фотография системы, полученная с помощью 8-мм телескопа Very Large Array

У нашего Солнца нет компаньонов, но более половины подобных ему звезд в нашей галактике обитают в многозвездных системах. Рассматривая их с точки зрения формирования, ученые полагали, что гравитационные возмущения внутри протопланетного диска приводят к уплотнению газопылевого материала в этом месте. Со временем, пока неустойчивость продолжает циркулировать и собирать в себя материал, в итоге образуется полноценная звезда. Но, как уже было сказано, новая фотография свидетельствует о том, что существует по меньшей мере два сценария, по которым описанный процесс может произойти: крупномасштабная или локальная фрагментации. L1448 IRS3B, по мнению исследователей, является примером последней.

«Случай масштабной фрагментации относится к тем звездам, которые образуются независимо друг от друга и которые разделяют тысячи а.е.», объясняет Тобин. С другой стороны, локальная фрагментация осуществляется на расстоянии нескольких сотен а.е., когда как минимум одна молодая звезда уже сформирована. Протозвездные диски похожи на протопланетные диски, которые обычно встречаются вокруг молодых звезд. Но для фрагментации сам диск должен обладать достаточно большой массой по отношению к массе звезды (или звезд), вокруг которых он вращается. «Масса протопланетных дисков обычно слишком мала для того, чтобы они смогли осуществить фрагментацию. Но на ранних этапах, когда звезда еще только формируется, такие диски могут быть достаточно массивными, что и делает их способными на фрагментацию». И действительно, расчеты, проведенные командой Тобина, показали, что данный протозвездный диск становится неустойчивым в диапазоне 150−320 а.е., что идеально вписывается в расстояние между двумя протозвездами в центре этой звездной системы и соответствует положению третьей звезды.

Забегая вперед, астрономы планируют провести еще более детализированную и точную съемку системы с помощью ALMA, чтобы лучше понять то, из чего состоит спиральная ее структура и как она вращается. Помимо этого, они хотят сделать молекулярный анализ вещества, присутствующего в пределах протодисков.