Раскрыта тайна рождаемости звезд в галактиках

В Млечном Пути постоянно рождаются новые звезды, и все же их прирост происходит довольно медленно: каждый год в нашей родной галактике появляется от одной до трех солнечных масс новых звезд. Однако в галактиках, где происходят вспышки звездообразования, их значительно больше: до ста звезд в год.

В общих чертах астрономы хорошо осведомлены о том, как из газа и пыли рождается новая звезда: под действием собственной гравитации молекулярные облака схлопываются, тем самым все больше сжимая материю. В какой-то момент плотность возрастает настолько, что атомы сливаются и начинается ядерный синтез. При этом звезда начинает светиться.

Однако вопрос о том, что является конечным триггером звездообразования в галактиках, оставался открытым. Доказательства этого предоставило исследование, проведенное учеными под руководством астрофизика Роберта Фельдмана. Команда из Цюрихского университета повторно проанализировала данные предыдущих наблюдений и пришла к выводу: в близлежащих галактиках звезды обычно образуются пропорционально количеству присутствующего там газа. Это говорит о том, что чистый приток газа из космических просторов является основным двигателем галактического звездообразования.

В принципе, на формирование звезд влияют два основных фактора: количество молекулярного газа, доступного в галактиках, и скорость, с которой из межзвездного газа рождаются звезды. Поэтому точное определение этих основных факторов, цель многочисленных наблюдений, имеет огромное значение. Однако при анализе этих наблюдений возникают проблемы, и текущие исследования демонстрируют противоречивые результаты. Это также связано с тем, что массы газа во многих галактиках невозможно надежно измерить, учитывая современные пределы обнаружения.

На рисунке показана визуализация газа внутри и вокруг Млечного Пути (в центре) в современной Вселенной, как это было предсказано космологическим моделированием Фото: UHZ / Роберт Фельдманн

В исследовании Института вычислительных наук Цюрихского университета, опубликованном в Communications Physics, был выбран новый подход: статистический метод, который основан на байесовском моделировании и позволяет обнаруживать галактики с неучтенным количеством молекулярного или атомарного водорода правильно и без искажения данных при анализе. Результат показывает, что в течение миллиарда лет молекулярный газ и в течение 10 миллиардов лет атомный газ в типичных галактиках используются для звездообразования. С другой стороны, у галактик со вспышками звездообразования временные масштабы намного короче.

«Результаты показывают, что действительно образование звезд зависит напрямую от всей массы доступного газа. Рождение звезд, следовательно, определяется количеством газа, который поступает в галактику их разных космических далей или покидает ее».
Роберт Фельдманн

С другой стороны, гораздо более высокая активность вспышек звездообразования, по-видимому, имеет другое физическое происхождение, например нестабильность в галактических дисках или взаимодействия галактик.

Настоящий анализ основан на данных наблюдений за ближайшими галактиками. Поэтому крайне важно разработать усовершенствованные методы статистики и изучения данных, чтобы иметь возможность точно отображать физические процессы в далеких галактиках.

«Это единственный способ полностью раскрыть секреты образования звезд».
Роберт Фельдманн

Источник: derstandard.at