Молодым свойственен каннибализм
С помощью компьютерных программ удалось смоделировать механизмы вспышек, объясняющие увеличение блеска переменных типа FU Ориона. Эта работа представлена профессором Шантану Басу (Shantanu Basu) и доктором Эдуардом Воробьевым из канадского Университета Западного Онтарио (University of Western Ontario - UWO) на 207-й встрече Американского астрономического общества (American Astronomical Society - AAS) в Вашингтоне (округ Колумбия). Данный результат представляет собой особый интерес, поскольку демонстрирует новые физические процессы, благодаря которым молодые звезды накапливают свою массу, а протопланеты то формируются, то снова разрушаются.
Устойчивое свечение нашего собственного Солнца на протяжении миллиардов лет способствовало рождению жизни на нашей планете. Однако молодым звездам свойственны чудовищные "выкрутасы". Нестационарные звезды, находящиеся на ранней стадии звездной эволюции, получили наименование "фуоры" по первому обнаруженному представителю этого типа - FU Ориона (FU Ori, 1500 световых лет от нас) в созвездии Ориона. Блеск этой звезды на протяжении 120 суток (в 1936-1937 годах) возрос от 16 до 10m (звездных величин), т.е. в 250 раз. В Солнечной системе подобная вспышка неизбежно выжгла бы всю Землю и превратила бы Плутон в "тропический рай". Все это можно сравнить только со вспышкой новой или сверхновой, однако FU Ориона, во-первых, находилась в области звездообразования и поэтому должна была быть не старой, а напротив, чрезвычайно молодой звездой, а во-вторых, ее яркость практически не менялась затем на протяжении многих десятков лет (за 40 лет зафиксировано ослабление всего лишь на 1,5m), тогда как оболочка сверхновой при расширении быстро остывает и яркость ее падает. В наиболее изученном фуоре - звезде V 1057 Cyg - после максимума светимости наблюдалась сложная структура линий водорода и кальция, свидетельствовавшая о сбросе неоднородной оболочки.
Шантану Басу и Эдуард Воробьев показали, что протопланетные эмбрионы (иначе говоря, планетезимали), формирующиеся в пределах протопланетного газового диска, окружающего такое молодое светило, на самом деле то и дело поглощаются своей родительской звездой. И подобно тому, как ярко вспыхивает огонь в печи, когда туда подбрасывают новые поленья, все эти эпизоды "переработки" эмбрионов приводят к вбросу добавочной энергии, которая и заставляет молодую звезду на какое-то время светить ярче в сотни и тысячи раз. В ходе каждой такой вспышки, которая длится приблизительно сотню лет, звезда каждые десять дней потребляет материю, по массе эквивалентную массе Земли. После окончания соответствующего эпизода может потребоваться еще несколько тысяч лет прежде, чем произойдет другой подобный случай.
Эдуард Воробьев называет эти процессы "каннибализмом в астрономическом масштабе", он считает, что протопланетные эмбрионы можно сравнить с проглоченным потомством родительской звезды, исчезающим прежде, чем появится шанс на формирование гигантских планет вроде Юпитера (можно вспомнить историю бога Кроноса из греческой мифологии, последовательно заглатывавшего всех своих новорожденных детей).
Протопланетные эмбрионы формируются в пределах своего рода спиральных рукавов, образовавшихся за счет гравитационных неустойчивостей в диске (так называемые "волны плотности"). Эти неустойчивости возникают из-за непрекращающегося "дождя" из материи, исходящей из окружающей газовой туманности (такие системы именуются проплидами). К несчастью для "эмбрионов", гравитационное взаимодействие со спиральными рукавами приводит к тому, что они направляются прямиком в центральную "топку". Процесс повторяется до тех пор, пока материи хватает для того, чтобы поддерживать эти "дожди" из окружающей газовой туманности (соответствующую мультипликацию можно загрузить по адресу www.astro.uwo.ca/~basu/aas207).
И только последняя (выжившая) генерация "эмбрионов" в конце концов формирует либо планетную систему, либо коричневых карликов, либо звезду-компаньона - в зависимости от сохраненной массы.
На нижней иллюстрации:
Изображение газового диска, окружающего молодую звезду. Звезда представлена центральным ярким кругом. Темный фон содержит материю, которая выпадает на диск, но не видна из-за своей низкой плотности. Обратите внимание на характерные спиральные рукава и плотные яркие группы в их составе. Последние представляют собой протопланетные эмбрионы, которые поглощаются звездой. Стрелки указывают на размещение некоторых из таких эмбрионов. Иллюстрация с сайта www.astro.uwo.ca/~basu/
Источники:
Hungry Young Stars: A New Explanation for the FU Ori Outbursts - Department of Physics and Astronomy - University of Western Ontario - Press Release
Materials presented at a Press Conference at the 207th AAS Meeting
Ссылки:
Variable Star: FUor - англоязычный ресурс по фуорам
Что же такое протозвезды? - "Астронет"
Фуоры - "Физика космоса"
Обсудить
Дословно
Эдуард Воробьев
(о явлении "звездного каннибализма" среди молодых звезд)
Суть гравитационного взаимодействия эмбрионов и спиралей состоит в том, что эмбрион тормозится спиралью (и как результат - теряет момент вращения и падает на протозвезду), а элемент спирали (находящийся позади эмбриона по направлению вращения диска) наоборот ускоряется и выбрасывается во внешнюю оболочку. Такой процесс выброса газа действительно наблюдается у фуоров.
Статьи по теме
Темный пояс Веги
В районе экватора Веги удалось зарегистрировать довольно существенное потемнение, соответствующее гигантской разности температур (свыше двух тысяч градусов) между более "прохладной" экваториальной областью и раскаленными полюсами.
За сто лет в Галактике вспыхивают две сверхновые
C помощью космической обсерватории "Интеграл" международная группа исследователей смогла подтвердить предсказанную интенсивность рождения радиоактивного алюминия в массивных звездах и сверхновых и оценить таким образом общее число галактических сверхновых.
"Кирпичики жизни" в протопланетном облаке
В протопланетном облаке солцеподобной звезды IRS 46 (в районе орбиты, соответствующей будущей "обитаемой зоне") впервые удалось отыскать "кирпичики жизни" - то есть некоторые важные органические соединения, необходимые для зарождения живых организмов.
Юная звезда подражает Солнцу
Американские астрономы обнаружили протопланетный диск у звезды вроде нашего Солнца, где может формироваться или уже сформировались землеподобные планеты.
Астрономы занялись инспекцией звездных автострад
Благодаря изображениям высокого разрешения, полученным космическим телескопом "Хаббл", группа американских астрономов впервые сумела воссоздать картины "дорожной обстановки", характерной для плазменных струй-"джетов", что исторгают новорожденные звезды.
Звездные принцы в Янтаре
Две международные астрономические группы смогли провести наблюдения окрестностей двух звезд с поистине беспрецедентной детализацией. В первом случае речь идет о молодой, еще не до конца сформировавшейся звезде, во втором случае, напротив, фигурирует звезда, находящаяся на заключительной стадии своей эволюции.
Солнечные бури защищают астронавтов
Повышенная солнечная активность на самом деле только сыграла на руку нашим космическим посланцам: бури на Солнце привели к тому, что на борту МКС уровень радиации заметно снизился.
Неудавшиеся звезды обзаводятся планетами
Зародыши планет удалось обнаружить даже у "обиженных судьбой" крошечных астрономических объектов - коричневых карликов, - что подтверждает тезис о чрезвычайной распространенности инозвездных планетных систем.
Монстр в центре Галактики превратился в заботливую няньку
Черные дыры часто считаются этакими галактическими хулиганами и разрушителями, хладнокровно пожирающими звезды и окружающий газ. А вот теперь астрофизикам удалось показать, что сверхмассивная черная дыра в центре нашего Млечного пути защищает и прямо-таки "холит и лелеет" скопление крупных молодых звезд.
Развитие Солнечной системы шло рывками
В результате изучения древнейших образований Солнечной системы появились свидетельства существования по крайней мере двух различных этапов ее эволюции.
Протопланетный Питер Пэн
Обнаружено небывалое явление - 25-миллионолетний протопланетный диск, который не выказывает ни малейших признаков формирования хотя бы одной планеты. Находка подобного объекта кажется столь же неожиданной, как и встреча с 200-летним юношей.
Гидростройпроект
При изучении диска, окружающего звезду TW Hydrae из созвездия Гидры, удалось отыскать недостающее звено между появляющимися у юных звезд протопланетными облаками и образованием первых протопланет.
Кольцо Фомальгаута - это удав снаружи
Самые детальные снимки близлежащей звезды Фомальгаут дали новые доказательства существования зародыша крупной невидимой планеты, гравитационно воздействующей на материал протопланетного облака.
Земля формировалась из расплавленных астероидов
На заре Солнечной системы поверхность некоторых астероидов полностью скрывали океаны магмы, в то время как другие астероиды почему-то не плавились вообще. Выясняется, что Земля 4,5 млрд лет назад сформировалась из подобных расплавленных астероидов.
Планетам нужна суровая хозяйка
Ученые выяснили, что для молодых солнц характерны гигантские вспышки, которые затмевают - и в смысле энергозатрат, и в смысле размеров, и в смысле частоты появления - что-либо, виденное на нашем Солнце сегодня.
В Антеннах нашли спусковой крючок
Инфракрасный космический телескоп ISO заснял раннюю стадию столкновения между двумя галактиками, носящими название "Антенны". Получено первое прямое свидетельство того, что ударные волны, произведенные столкновениями галактик, способны приводить к формированию новых звезд.
Лучший способ клеить планеты
Вопрос о том, каким образом объединяются пылинки в протопланетных облаках, чтобы сформировать будущие планеты, давно мучил астрономов: ведь для звездных ветров, испускаемых новообразовавшимися звездами, не составляет никакого труда в течение весьма непродолжительного времени разметать постепенно слипающуюся под действием силы тяжести пыль. Теперь предложен новый вариант решения этой давней проблемы.
Компаньон молодой звезды массой в 40 юпитеров
Японским астрономам удалось сделать фотографию и уточнить параметры небольшого компаньона молодой звезды DH Tauri. Выяснилось, что этот коричневый карлик имеет массу, всего лишь в 40 раз превышающую массу Юпитера. Сама звезда находится от нас на расстоянии в 460 световых лет, а масса ее составляет две трети от массы Солнца. Ее компаньон принадлежит к числу самых "прохладных" и маломассивных коричневых карликов, облетающих по орбите молодые звезды.
Обитаемые планеты у коричневого карлика
Американским астрономам удалось определить местонахождение новой "миниатюрной солнечной системы". Необычным оказалось то, что в качестве центральной звезды на этот раз выступает крошечный коричневый карлик. Эта "звезда" настолько мала, что ее саму можно в принципе считать гигантской планетой. Тем не менее, она, как и некоторые ее "взрослые" звездные товарки, окружена диском из протопланетного материала, в котором уже формируются "комки" нескольких планет, по размерам сопоставимых с Землей или Марсом.
"Спитцер" наблюдал последствия столкновения планет размером с Плутон
Астрономы выяснили, что пылевой диск, циркулирующий вокруг одной из ближайших к нам звезд - Веги - гораздо обширнее, чем думали ранее. Вероятно, подобная "пылища" была вызвана межпланетным катаклизмом - столкновением объектов величиной с планету Плутон - диаметром до 2 тысяч километров.
4 миллиарда лет назад Солнце участвовало в абордаже
Периферия нашей планетной системы сформировалась под влиянием молодой звезды, прошедшей неподалеку от Солнца более четырех миллиардов лет тому назад. Компьютерная модель подтверждает, что в ходе подобного сближения наше светило вполне могло захватить и удержать своим тяготением множество твердых тел из окружения этой звезды.
Жизнь в Галактике сберегли звездные мятежники
Группа европейских астрономов выяснила, что многие звездные соседи нашего Солнца движутся по очень необычным маршрутам между спиральными рукавами Млечного пути. Согласно новому исследованию, наши звездные окрестности - это перекресток звездных дорог, где сливаются различные потоки звезд, прибывающих с разных направлений. Некоторые из этих звезд, содержащих свои планетные системы, могут на самом деле оказаться иммигрантами из бурного центрального региона нашей Галактики.
Юпитер поменял ПМЖ
Американские планетологи пришли к выводу, что Юпитер в молодости отстоял от Солнца на 70 миллионов километров дальше, чем в настоящее время. Эти выводы сделаны на основании компьютерного моделирования эволюции большой группы астероидов, объединенных под общим названием "Хильды".
Обитаемые планеты могут быть большой редкостью
Некоторые ученые считают, что если мы и не одиноки во Вселенной, то уж во всяком случае наш шанс установить контакт с каким-нибудь другим обитаемым миром исчезающе мал. Появилась работа, в которой утверждается, что инозведные планеты формируются в результате принципиально иных процессов, не таких, которые произвели на свет нашу Солнечную систему, и в таком случае там не может быть планет земного типа и жизни.
Коричневые карлики получили статус звезд
Коричневые карлики по всей видимости рождаются тем же самым способом, что и обычные звезды. Такой вывод сделали астрономы, изучающие эти таинственные объекты. Это открытие может положить конец спорам о том, можно ли считать коричневые карлики звездами, либо они достойны статуса всего-навсего остатка мощного выброса из плотного газопылевого облака.
В центре Млечного пути - необъяснимый жар
Космическая рентгеновская обсерватория NASA "Чандра" обнаружила обширную область в центре Млечного пути, заполненную чрезвычайно горячим газом. Интенсивность и спектр высокоэнергетического рентгеновского излучения, порождаемого этим газом, пока представляют собой настоящую научную загадку. Нет ни одного известного класса космических объектов, с помощью которых можно было бы все это объяснить.
Земля была когда-то поражена своим соседом, создавшим Луну
Самая авторитетная теория из всех тех, что призваны объяснить появление у Земли ее Луны, привлекает в качестве главного "виновника" рождения нашей соседки некий объект размером с Марс, который столкнулся с Землей в незапамятные времена - примерно 4 миллиарда лет назад, вскоре после того, как закончился процесс формирования нашей собственной планеты из протопланетного облака. Теперь к этой теории была сделана еще одна важная поправка.
"Хаббл" показывает неприличные картинки и интимные моменты из жизни звезд и планет
Тройка исполинских взаимно пересекающихся темных шлейфов из межзвездной пыли превратила так называемую Трехраздельную туманность в одно из самых узнаваемых и поражающих воображение звездных образований на ночном небе. Полосы пыли, вырисовывающиеся на фоне пылающего газа, эффектно подсвечиваются лучами юных звезд, едва вышедших из своей звездной колыбели.
Тайна "безумных" магнитосфер Урана и Нептуна раскрыта
Геофизики, возможно, раскрыли одну из самых больших тайн Солнечной системы. Они смогли ответить на вопрос, почему магнитные поля Урана и Нептуна так сильно отличаются от магнитосфер других планет. Полученные результаты способны подсказать и новый способ дистанционного исследования внутренней структуры и состава планет с помощью измерения их магнитных полей.
Удалось разглядеть протопланетный диск у одной из ближайших к нам звезд
Американские астрономы нашли самую близкую к Солнцу и самую молодую звезду из всех, что окружены пылевыми облаками, из которых рождаются планеты. Звезда называется AU Mic (или AU Микроскопа), это слабосветящийся красный карлик, расположенный от нас в 33 световых годах в созвездии Микроскопа. Открытие дает в руки ученых новые ключи к происхождению и развитию планетных систем.
"Спитцер" прислал на Землю "валентинку" с новорожденными
Романтически настроенные астрономы, работающие с новым космическим телескопом NASA по имени "Спитцер", посвятили новую картинку скопления новорожденных звезд, имеющего форму бутона розы, межзвездному Дню святого Валентина. Эти яркие молодые звезды входят в туманность NGC 7129 и расположены на расстоянии 3300 световых лет от Земли в созвездии Цефея.
Планеты Веги - как бульдоги под ковром
Астрономы из эдинбургской Королевской обсерватории доказали, что Вега, одна из самых ярких и известных звезд на нашем небе, имеет планетную систему. При этом утверждается, что система Веги очень похожа на нашу собственную Солнечную систему - во всяком случае больше, чем какая-либо другая из всех, обнаруженных до сих пор. Правда наши "родные" планеты старше на несколько миллиардов лет...
Астрономы обнаружили "потерявшиеся" барионы
Астрономы обнаружили новый тип разогретого межгалактического газа, с помощью которого можно локализовать невидимое присутствие темного вещества во Вселенной. Газовое облако, в триллион раз массивнее, чем наше Солнце, и в 150 раз более горячее, окружает нашу местную группу галактик, в которую входит Млечный путь, туманность Андромеды и еще приблизительно 30 мелких галактик.
Новости по теме
