Зореутворювальний регіон неподалік від нас надає підказки щодо формування нашої Сонячної системи

Регіон активного зореутворення у сузір′ї Змієносця надає астрономам нове уявлення про умови, в яких народилася наша Сонячна система.

Зокрема, нове дослідження зореутворювального комплексу в Змієносці показує, як наша Сонячна система могла збагатитися недовговічними радіоактивними елементами, розповідають у Каліфорнійському університеті в Санта-Круз (UCSC).

Свідчення цього процесу збагачення існують з 1970-х років, коли вчені, що вивчають певні мінеральні включення в метеоритах, дійшли висновку, що вони є незайманими залишками початкової Сонячної системи та містять продукти розпаду недовговічних радіонуклідів. Ці радіоактивні елементи могли потрапити на зароджувану Сонячну систему від вибуху сусідньої зорі (наднової) або сильними зоряними вітрами від масивної зорі типу, відомого як зорі Вольфа-Райєта.

Автори нового дослідження, опублікованого 16 серпня в журналі Nature Astronomy, використовували багатохвильові спостереження регіону зореутворення Змієносця, у тому числі виняткові нові інфрачервоні дані, щоб виявити взаємодію між хмарами зореутворювального газу та радіонуклідами, що виробляються у поблизу розташованому скупченні молодих зірок. Їхні результати показують, що найбільш ймовірним джерелом недовговічних радіонуклідів у зореутворювальних хмарах є наднові у зоряному скупченні.

"Наша Сонячна система, швидше за все, утворилася у гігантській молекулярній хмарі разом з молодим зоряним скупченням, і одна або кілька подій наднової з кількох масивних зір у цьому скупченні забруднили газ, який перетворився на Сонце та його планетарну систему", - сказав співавтор Дуглас Н. К. Лін, почесний професор астрономії та астрофізики в UCSC. "Хоча цей сценарій був запропонований у минулому, сильна сторона поточної роботи полягає у використанні багатохвильових спостережень та складного статистичного аналізу для отримання кількісної оцінки ймовірності цієї моделі".

Перший автор роботи Джон Форбс з Центру обчислювальної астрофізики Інституту Флатірон сказав, що дані космічних гамма-телескопів дозволяють виявляти гамма-промені, випромінювані недовговічним радіонуклідом алюміній-26. "Це складні спостереження. Ми можемо переконливо виявити його лише у двох зореутворювальних регіонах, і найкращі дані отримані з комплексу Змієносця", - сказав він.

Хмарний комплекс Змієносця містить багато щільних протозоряних ядер на різних стадіях зореутворення та розвитку протопланетних дисків, що являють собою найбільш ранні етапи формування планетарної системи. Шляхом поєднання даних візуалізації в діапазоні довжин хвиль від міліметрів до гамма-променів, дослідники змогли візуалізувати потік алюмінію-26 із сусіднього зоряного скупчення у напрямку зореутворювального регіону Змієносця.

"Процес збагачення, який ми бачимо у Змієносці, узгоджується з тим, що сталося під час утворення Сонячної системи 5 мільярдів років тому", - каже Форбс. "Як тільки ми побачили цей чудовий приклад того, як може відбуватися цей процес, ми стали намагатися змоделювати близько розташоване зоряне скупчення, яке виробляло радіонукліди, які ми бачимо сьогодні у гамма-променях".

глибоке ближньо-інфрачервоне (NIR) кольорове композитне зображення хмари L1688 у комплексі зореутворення Змієносця з відкритого опитування Європейської південної обсерваторії VISIONS, де синій, зелений та червоний відображаються у NIR діапазонах J (1,2 мкм), H (1,6 мкм) та КС (2,2 мкм) відповідно. © João Alves/ESO VISIONS

Форбс розробив модель, яка враховує кожну величезну зорю, яка могла існувати в цьому регіоні, включає її масу, вік та ймовірність вибуху як наднової, а також враховує потенційний вихід алюмінію-26 від зоряних вітрів та наднових. Модель дозволила йому визначити ймовірності різних сценаріїв виробництва алюмінію-26, що спостерігається сьогодні.

"Зараз ми маємо достатньо інформації, щоб сказати, що існує 59-відсоткова ймовірність того, що він пов′язаний з надновими, і 68-відсоткова – з різних джерел, а не лише з однієї наднової", - сказав Форбс.

Цей тип статистичного аналізу призначає ймовірності сценаріям, які астрономи обговорювали останні 50 років, зауважив Лін. "Це новий напрямок астрономії – кількісно оцінювати ймовірності", - сказав він.

Нові результати також показують, що кількість недовговічних радіонуклідів, включених до новостворених зоряних систем, може сильно варіюватися. "Багато нових зоряних систем будуть народжуватися з кількістю алюмінію-26 відповідно до нашої Сонячної системи, але варіації величезні – на кілька порядків", - каже Форбс. "Це має значення для ранньої еволюції планетних систем, оскільки алюміній-26 є основним джерелом тепла на ранніх стадіях. Більше алюмінію-26, ймовірно, означає більш сухі планети".

Інфрачервоні дані, які дозволили команді зазирнути крізь запилені хмари до серця зореутворювального комплексу, були отримані співавтором роботи Жоао Алвесом з Віденського університету в рамках опитування VISION Європейської Південної обсерваторії, проведеного у поблизу розташованих зоряних розплідниках за допомогою телескопа VISTA у Чилі.

"У Змієносці як регіоні зореутворення немає нічого особливого", - каже Алвес. "Це просто типова конфігурація газу та молодих масивних зірок, тому наші результати повинні бути репрезентативними щодо збагачення недовговічних радіоактивних елементів при утворенні зірок та планет по всьому Чумацькому Шляху".

Команда також використовувала дані космічної обсерваторії Гершеля Європейського космічного агентства (ЄКА), супутника Планка ЄКА та гамма-обсерваторії Комптона НАСА.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.