Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 21.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Ось вращения расскажет учёным о том, как родились звёзды

Ось вращения расскажет учёным о том, как родились звёзды
shortstoryf

С помощью астросейсмологии международная исследовательская группа, включая специалистов из Комиссариата по атомной и альтернативным видам энергетики CEA, Национального центра научных исследований CNRS и Университета Гренобль Альпы, обнаружила удивительное согласование наклонения осей вращения звёзд в рассеянных звёздных скоплениях, что может пролить свет на условия, в которых звёзды формировались в нашей Галактике. Используя данные от миссии «Кеплера», этот результат был получен после изучения группы красных гигантов в двух старых скоплениях Млечного Пути.

Наблюдая непосредственно население стареющих звёзд, исследователи смогли описать условия, которые преобладали в том время, когда в нашей Галактике начали формироваться звёзд. Им удалось точнее определить соотношения наклонов осей вращения звёзд в двух рассеянных скоплениях, в результате чего были подвергнуты сомнению традиционные модели их формирования. А как следствие этого астросейсмологического исследования — трёхмерное моделирование коллапса протозвёздных облаков.

Большинство звёзд в Млечном Пути было сформировано уплотнениями газа и пыли внутри гигантского космического газопылевого облака. Эти протозвёзды надёжно скрыты от глаз космической пылью, поэтому сам процесс их рождения наблюдать довольно трудно. Именно поэтому понимание механизмов, регулирующих образование звёзд, является основной проблемой для современной астрофизики. Благодаря совершённому открытию учёные смогли пролить свет на до сих пор неоценённые процессы, которые играют важную роль в развитии звёзд и формировании планет, а также, в более общем смысле, в формировании и развитии нашей Галактики.

Скопление звёзд симуляция

Числовое моделирование фрагментации скопления до формирования звёзд (слева) и с увеличенным масштабом в центре скопления (справа). Наклоны осей вращения звёзд определённой массы подобны тем, какие наблюдались с помощью «Кеплера», в том случае, когда кинетическая энергия первоначального облака сопоставима с энергией турбулентного движения окружающего пространства. Источник: E.Corsaro & Y.-N Lee.

С появлением высокоточной космической фотометрии астросейсмология продемонстрировала свою уникальную возможность исследовать внутреннее строение звёзд и определять их фундаментальные параметры. Эта наука изучает внутреннюю структуру пульсирующих звёзд путём исследования частотных спектров их пульсаций. Различные осцилляционные моды проникают на разные глубины внутрь звезды. Из этих колебаний можно извлечь информацию о ненаблюдаемых иными способами внутренних слоях звёзд.

Команда проанализировала свет, излучаемый пятьюдесятью красными гигантами с массой, равной от одной до двух солнечных масс. Эти звёзды существуют в двух старых рассеянных скоплениях в Млечном Пути NGC 6791 и NGC 6819, возраст которых оценивают в восемь и два миллиарда лет соответственно. Напомню, что красным гигантом называют звезду, которая полностью исчерпала весь свой водород, в результате чего её оболочка начала расширяться. На протяжении четырёх лет красные гиганты непрерывно наблюдались с помощью обсерватории «Кеплер», в результате чего удалось отчётливо зафиксировать осцилляции, подобные солнечным.

Тысячи осцилляций позволили точно измерить ориентацию оси вращения каждой звезды в выборке. Результат удивил исследователей, поскольку почти для всех звёзд (около 70 процентов) их оси вращения практически полностью соответствовали друг другу и указывали на одну и ту же точку в небе.

«Это было совершенно неожиданно для нас, поскольку турбулентность, сгенерированная беспорядочными движениями газа в группах, должна была привести к формированию случайным образом направленных осей», — Энрико Корсаро, астрофизик из CEA.

Учитывая морфологию звёздных скоплений и значительные расстояния между звёздами в рассеянном скоплении, учёные пришли к заключению, что такое соответствие между осями не могло быть вызвано действием приливных сил и должно быть отнесено ко времени миллиардов лет назад, когда скопления только начали формироваться.

Используя трёхмерное цифровое гидродинамическое моделирование, астрофизики смогли воспроизвести условия, которые управляли формированием звёзд. В этих моделях, в частности, варьируется количество энергии, связанной с начальным вращением первичной группы, посредством сравнения с турбулентным движением. Используя это, учёным удалось выяснить, что оси вращения звёзд выравниваются друг с другом, когда, по крайней пере, 50 процентов баланса полной энергии протоскопления связаны с вращением. Это показывает, что свойства вращения молекулярного облака (в частности его полная угловая скорость) фактически были переданы отдельным звёздам, формирующимся в этом облаке. Кроме того, только звёзды с достаточно большой массой (по крайней мере, не менее 0.7 солнечных) могут наследовать эти свойства. Следовательно, у менее крупных звёзд нет этого совпадения наклона оси вращения, потому что их процесс формирования был в большей степени во власти турбулентного движения, которое вмешалось в угловое движение.

Звезда ось вращения

Эта схема показывает амплитудные вариации дипольных осцилляций как функцию угла наклонения оси вращения звезды. Когда она выравнена к линии визирования (0 градусов), проявляет себя только центральный компонент колебаний. Наблюдения на линии 90 градусов, как имеет место для нашего Солнца, наблюдаемого с Земли, показывают два компонента колебаний. Измеряя относительные амплитуды этих трёх компонентов можно вывести угол наклона звезды. Источник: E.Corsaro

Итог подводит Рафаэль Гарсия, астрофизик из CEA: «Теперь мы обладаем новыми правилами. Изучение ядер отдалённых красных гигантов проливает свет на исконные условия формирования звёзд в в скоплениях возрастом в 8 миллиардов лет, когда Вселенная была всё ещё очень молода».

В будущем наблюдения, которые будут проводиться миссией M3 Plato Европейского Космического Агентства, должны подтвердить и расширить эти исследования на множество других звёздных скоплений в нашей Галактике.

По информации Комиссариата по атомной и альтернативным видам энергетики.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google