Есть конспект?
Пришлите нам!

Массивные звезды вполне могут формироваться в областях космоса, где много тяжелых химических элементов...


Фотография показывает изображение спиральной галактики NGC 4254 из созвездия Девы, с богатыми металлами областями.Есть мнение, что очень массивные звезды формируется в богатых металлами областях Вселенной и в ядрах галактик. Но есть и гипотеза, что тяжелые химические элементы останавливают звездный рост на ранней стадии прежде, чем молодые звезды набирают достаточный вес, чтобы стать очень массивными. Какой же сценарий развития событий происходит на самом деле? Этот вопрос имеет большое значение для нашего понимания развития галактик, состоящих из миллиардов звезд.

Огромным выбросом в окружающее космическое пространство радиации и других элементарных частиц, массивные звезды оказывают решающее влияние на окружающий (межзвездный) газ и разрежают туманности. Они также изгоняют большие количества отработанных элементов, таким образом, участвуя в постепенном наращивании многих тяжелых химических элементов, с которыми мы сталкиваемся сегодня.

Следовательно, присутствие или отсутствие таких звезд в центрах галактик может значительно изменить наше понимание о дальнейшем развитии тех областей и, соответственно, самих галактик. Команда европейских астрономов [2] наблюдала присутствие так называемых звезд класса Вольф-Рае (рожденных с массами в 60 - 90 раз больше, чем Солнца) в богатых металлами областях галактик в созвездии Девы, отстоящих от нас приблизительно в 50 миллионах световых годах. Это первое бесспорное открытие таких массивных звездных объектов в богатых металлами областях.

Большинство ученых соглашается, что Вселенная, в которой мы живем, образовалась в результате события, известного, как Большой Взрыв, приблизительно 15 млрд. лет назад. В течение первых мгновений после взрыва были сформированы элементарные частицы, которые через некоторое время объединились в более сложные ядра, что, в свою очередь, закончилось образованием водорода, атомов гелия и их изотопов, и с небольшим количеством первых элементов легкого лития.

В современной эпохе, видимая часть "бариония" (“ядерного атома” - системы из нуклона и антинуклона) – вещества во Вселенной, все еще главным образом, состоит из водорода и гелия. Однако, более тяжелые элементы были созданы через процессы ядерных реакций, начиная с момента Большого Взрыва. Некоторые из самых тяжелых элементов также образовывались, когда массивные звезды умирали, взрываясь как “сверхновые”.

Этот постепенный процесс, упомянутый как "химическое развитие", происходит с различными скоростями в различных областях Вселенной, будучи наиболее быстрым в тех регионах, где формирование звезд проходит наиболее интенсивно.

Для "относительно тихой" области нашей Галактики - Млечный Путь, где наша Солнечная система была рождена приблизительно 4,6 млрд. лет назад, требуется почти 10 млрд. лет, чтобы произвести все тяжелые элементы, которые мы наблюдаем в пределах наших окрестностей. И, наоборот, в самых внутренних областях ("ядрах") нормальных галактик и особенно в так называемых "активных галактиках", те же самые или еще более высокие уровни "обогащения" тяжелыми элементами были достигнуты за более короткий срок, меньше чем 1 - 2 млрд. лет. Эти данные мы имеем на основании наблюдений активных ядер галактик ("квазаров") в отдаленном прошлом Вселенной.

Когда астрономы находят элементы более тяжелые, чем водород и гелий – то есть "металлы", они говорят о "богатых металлами" областях. Это легко определяется по наличию линий, характерных для более тяжелых элементов, в спектрах межзвездного газа в таких областях космоса.

Основной и все еще нерешенный вопрос - могут ли звезды при таких условиях все еще формироваться с тем же самым разнообразием масс, как это случается в других, менее активных областях Вселенной. Действительно, некоторые современные теории формирования звезд и некоторые наблюдения, похоже, указывают на то, что очень тяжелые звезды - с массами больше чем в 20 - 30 раз превосходящие солнечную, не могли сформироваться в богатых металлами областях космоса.

С точки зрения теории это невозможно потому, что очень сильная радиация от формирующихся звезд в таких средах будет отражаться во внешнее пространство веществами из тяжелых элементов, окружающими оболочку звезды. Это ведет к эффекту отражения радиации, которая очень быстро рассеяла бы облака межзвездного газа далеко от звезды и таким образом остановила бы любой дальнейший рост вне определенного предела. Лишенные газовой подпитки, молодые звезды были бы неспособны расти до огромных размеров, и их масса была бы ограничена.

Звезды с массами до 100 - в 200 раз больше, чем Солнце, как известно, существуют и в "более нормальных" областях космоса. Однако, если бы вышеупомянутые идеи были верны, не было бы таких "тяжелых" звезд в "богатых металлами" областях. Так верна ли эта теория или мы еще о многом не знаем или не имеем понятия о каких-то неизвестных свойствах звездного формирования?

Используя ESO Very Large Telescope (VLT) в обсерватории Paranal Observatory, команда из французских, швейцарских и испанских астрономов [2] впервые обнаружила признаки большого количества чрезвычайно массивных звезд в богатых металлами областях звездного формирования. Эти результаты наблюдений противоречит вышеупомянутой теории.

Детальный анализ всех полученных данных показал, что звезды с массами по крайней мере в 60 - 90 раз больше чем Солнце, определенно сформированы в богатых металлами областях галактик созвездия Девы. Кроме того, соотношение этих тяжелых звезд к менее массивным найдено и идентично наблюдаемому в "нормальных" областях галактик, не богатых металлами.

Эти новые результаты дают новую важную информацию для нашего понимания о формировании звезд, - вопрос, который является одним из важнейших в современной астрофизике. Они показывают вне всякого сомнения, что формирование очень массивных звезд не подавляется сильным химическим обогащением.

Большинство галактических ядер, массивные и взаимодействующие галактики и связанные объекты, богатые металлами, - все эти области вполне реально подходят для формирования массивных звезд. Последние наблюдения обеспечивают первое ясное и прямое свидетельство этому.

Массивные звезды играют ведущую роль в формировании сложных взаимодействий между многими составными компонентами галактик – между звездами, межзвездным газом и холодными туманностями. Благодаря жизнедеятельности массивных звезд (под действием их сильнейшего звездного ветра), и, не в последнюю очередь, посредством гигантских взрывов звезд в конце их короткой жизни, в галактиках формируются новые облака межзвездного газа и пыли. Кроме того, они ответственны за производство большой части тяжелых элементов, теперь наблюдаемых во Вселенной. Поэтому, никакая картина эволюции галактик не может быть отражена в полной мере, если не принять во внимание присутствие (или отсутствие) массивных звезд.

Примечания:

Информация для контакта:

Daniel Schaerer
Laboratoire d'Astrophysique
CNRS/UMR 5572
Observatoire Midi-Pyrйnйes
Toulouse, France
Phone: +33 5 61 33 2929/2898
email: schaerer@ast.obs-mip.fr


Dr.BoT© Konspektiruem.ru