Влияние космических лучей на звездообразование в галактиках

Ученые провели исследование влияния космических лучей на плотность газа в регионах звездообразования галактик.

Об этом рассказывают в Гарвард-Смитсоновском астрофизическом центре.

Запуск звездообразования, а также его подавление регулируются молодыми массивными звездами в галактиках, которые передают энергию и импульс в межзвездную среду. Не менее важную роль играет обратная связь от сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Эти процессы управляют, например, массовым оттоком газа, наблюдаемого в галактиках. Однако детали, включая то, как они работают и какова относительная роль различных процессов обратной связи, активно обсуждаются.

Космические лучи, в частности, ускоряются в сильных ударных волнах, возникающих при взрывах сверхновых, и звездных ветрах (оба аспекта звездообразования), и создают значительное давление в межзвездной среде. Они играют центральную роль в регулировании теплового баланса в плотных молекулярных облаках, где формируется большинство звезд, и могут играть важную роль в регулировании звездообразования, движении галактических ветров и даже в определении характеристик межгалактической среды. Астрономы считают, что ключевым свойством, ограничивающим влияние космических лучей, является способность распространяться из мест их образования в межзвездную среду и за пределы диска, однако детали этого не очень хорошо изучены.

Астроном Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра Вадим Семенов и двое его коллег, мотивированные недавними наблюдениями гамма-излучения из недалеких источников космических лучей, включая скопления звезд и остатки сверхновых, с помощью компьютерного моделирования исследовали, как такие вариации распространения космических лучей могут повлиять на звездообразование в галактиках.

Наблюдения зондируют распространение космических лучей, поскольку, как считается, значительная часть эмиссии гамма-излучения производится при взаимодействии космических лучей с межзвездным газом. Наблюдаемые потоки гамма-излучений позволяют предположить, что распространение космических лучей вблизи таких источников может быть локально подавлено значительным фактором, в нескольких порядков. Теоретические работы предполагают, что такое угнетение может быть результатом нелинейных взаимодействий космических лучей с магнитными полями и турбулентностью.

Ученые использовали моделирование для изучения влияния подавления перемещения космических лучей вблизи источников. Они обнаружили, что подавление вызывает локальное накопление давления и создает сильные градиенты давления, которые препятствуют образованию массивных сгустков молекулярного газа, из которых рождаются новые звезды, качественно изменяя глобальное распределение звездообразования, особенно в массивных, богатых газом галактиках, которые склонны к образованию сгустков.

Они пришли к выводу, что это влияние космических лучей регулирует развитие структуры диска галактики и является важным дополнением к другим процессам, которые активно участвуют в формировании галактики.

Исследование было опубликовано в "The Astrophysical Journal" под заголовком "Подавление диффузии космических лучей в регионах звездообразования препятствует образование сгустков в богатых газом галактиках".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.