Звездообразующий регион неподалеку от нас дает подсказки о формировании нашей Солнечной системы

Регион активного звездообразования в созвездии Змееносца дает астрономам новое представление об условиях, в которых родилась наша Солнечная система.

В частности, новое исследование звездообразующего комплекса в Змееносце показывает, как наша Солнечная система могла обогатиться короткоживущими радиоактивными элементами, рассказывают в Калифорнийском университете в Санта-Круз (UCSC).

Свидетельство этого процесса обогащения существуют с 1970-х годов, когда ученые, изучающие определенные минеральные включения в метеоритах, пришли к выводу, что они являются нетронутыми остатками начальной Солнечной системы и содержат продукты распада короткоживущих радионуклидов. Эти радиоактивные элементы могли попасть на зарождавшуюся Солнечную систему от взрыва соседней звезды (сверхновой) или сильными звездными ветрами от массивной звезды типа, известного как звезды Вольфа-Райета.

Авторы нового исследования, опубликованного 16 августа в журнале Nature Astronomy, использовали многоволновые наблюдения региона звездообразования Змееносца, в том числе исключительные новые инфракрасные данные, чтобы выявить взаимодействие между облаками звездообразующего газа и радионуклидами, производимыми в неподалеку расположенном скоплении молодых звезд. Их результаты показывают, что наиболее вероятным источником короткоживущих радионуклидов в звездообразующих облаках являются сверхновые в звездном скоплении.

"Наша Солнечная система, скорее всего, образовалась в гигантской молекулярном облаке вместе с молодым звездным скоплением, и одна или несколько событий сверхновой из нескольких массивных звезд в этом скоплении загрязнили газ, который превратился в Солнце и его планетарную систему", - сказал соавтор Дуглас Н. К. Лин, почетный профессор астрономии и астрофизики в UCSC. "Хотя этот сценарий был предложен в прошлом, сильная сторона текущей работы заключается в использовании многоволновых наблюдений и сложного статистического анализа для получения количественной оценки вероятности этой модели".

Первый автор работы Джон Форбс из Центра вычислительной астрофизики Института Флатирон сказал, что данные космических гамма-телескопов позволяют выявлять гамма-лучи, излучаемые недолговечным радионуклидом алюминий-26. "Это сложные наблюдения. Мы можем убедительно выявить его только в двух звездообразующих регионах, и лучшие данные получены из комплекса Змееносца", - сказал он.

Облачный комплекс Змееносца содержит много плотных протозвездных ядер на разных стадиях звездообразования и развития протопланетных дисков, представляющих собой самые ранние этапы формирования планетарной системы. Путем объединения данных визуализации в диапазоне длин волн от миллиметров до гамма-лучей, исследователи смогли визуализировать поток алюминия-26 из соседнего звездного скопления в направлении звездообразующего региона Змееносца.

"Процесс обогащения, который мы видим в Змееносце, согласуется с тем, что произошло во время образования Солнечной системы 5 миллиардов лет назад", - говорит Форбс. "Как только мы увидели этот прекрасный пример того, как может происходить этот процесс, мы стали пытаться смоделировать близко расположенное звездное скопление, производившее радионуклиды, которые мы видим сегодня в гамма-лучах".

глубокое ближне-инфракрасное (NIR) цветное композитное изображение облака L1688 в комплексе звездообразования Змееносца с открытого опроса Европейской южной обсерватории VISIONS, где синий, зеленый и красный отражаются в NIR диапазонах J (1,2 мкм), H (1,6 мкм) и КС (2,2 мкм) соответственно. © João Alves/ESO VISIONS

Форбс разработал модель, учитывающую каждую огромную звезду, которая могла существовать в этом регионе, включает ее массу, возраст и вероятность взрыва как сверхновой, а также учитывает потенциальный выход алюминия-26 от звездных ветров и сверхновых. Модель позволила ему определить вероятности различных сценариев производства алюминия-26, наблюдаемого сегодня.

"Сейчас мы имеем достаточно информации, чтобы сказать, что существует 59-процентная вероятность того, что он связан со сверхновыми, и 68-процентная – из разных источников, а не только с одной сверхновой", - сказал Форбс.

Этот тип статистического анализа назначает вероятности сценариям, которые астрономы обсуждали последние 50 лет, отметил Лин. "Это новое направление астрономии – количественно оценивать вероятности", - сказал он.

Новые результаты также показывают, что количество недолговечных радионуклидов, включенных в ново созданные звездные системы, может сильно варьироваться. "Много новых звездных систем будут рождаться с количеством алюминия-26 в соответствии с нашей Солнечной системой, но вариации огромные – на несколько порядков", - говорит Форбс. "Это имеет значение для ранней эволюции планетных систем, поскольку алюминий-26 является основным источником тепла на ранних стадиях. Больше алюминия-26, вероятно, означает более сухие планеты".

Инфракрасные данные, которые позволили команде заглянуть сквозь запыленные облака к сердцу звездообразующего комплекса, были получены соавтором работы Жоао Алвесом из Венского университета в рамках опроса VISION Европейской Южной обсерватории, проведенного в неподалеку расположенных звездных питомниках с помощью телескопа VISTA в Чили.

"В Змееносце как регионе звездообразования нет ничего особенного", - говорит Алвес. "Это просто типовая конфигурация газа и молодых массивных звезд, поэтому наши результаты должны быть репрезентативными насчет обогащения короткоживущими радиоактивными элементами при образовании звезд и планет по всему Млечному Пути".

Команда также использовала данные космической обсерватории Гершеля Европейского космического агентства (ЕКА), спутника Планка ЕКА и гамма-обсерватории Комптона НАСА.

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