Введение

Звёзды, подобно нам, проходят через множество этапов своего развития, начиная от рождения в космических облаках до превращения в массивные светила. Недавно группа радиоастрономов сделала значительный шаг в понимании этого процесса, наблюдая за молодыми бинарными звёздами в туманности Ориона и определяя их массу, используя уникальные методы наблюдения.

Как звёзды формируются

Звёзды появляются в гигантских облаках молекулярного водорода, насыщенных тяжёлыми элементами. Когда одно из этих облаков распадается, гравитация заставляет его части сжиматься, увеличивая плотность и температуру в центре. Этот процесс ведёт к образованию звезды, которая продолжает набирать газ и увеличивать свою массу.

Трудности наблюдений

Тем не менее, наблюдать за этими «малышами-звёздами» не так просто. Они находятся глубоко внутри облаков тёмного газа и пыли, которые затрудняют их изучение. Это создает сложную задачу для астрономов, стремящихся понять, как молодые звёзды растут и развиваются. Масса звезды является одним из самых важных её свойств, определяющим её дальнейшую эволюцию, светимость и даже продолжительность жизни.

Почему масса важна?

К примеру, звёзды низкой массы, такие как красные карлики, значительно превосходят по численности высокомассивные звезды. Это явление называется «начальной массой звёзд», но причины, почему такое распределение наблюдается, до сих пор остаются неясными. Как говорит ведущий исследователь Серхио А. Дзиб Кихано из Института радиоастрономии Макса Планка в Германии: «Масса звезды — это её основное свойство, но измерить её для молодых, погружённых систем крайне сложно».

Использование радиоволн

Хотя видимый и инфракрасный свет блокируются облаками газа, радиоволны проходят сквозь них без помех. Поэтому команда Кихано использовала Сеть очень длинных базовых линий (VLBA) — сеть гигантских радиотелескопов, расположенных по всей территории США, чтобы изучить молодые звёзды в Молекулярном комплексе Ориона. Этот огромный участок звездообразования находится на расстоянии около 1300 световых лет от нас. Он включает в себя знаменитую Туманность Ориона, а также Туманность Пламени и Туманность Конская голова.

Бинарные системы звёзд

Многие звёзды образуются в бинарных системах, где две звезды вращаются вокруг общего центра масс. VLBA смогла зафиксировать радиоволны от 15 молодых бинарных систем в Молекулярном комплексе Ориона. Орбиты звёзд в бинарной системе — их период обращения и скорость — зависят от масс обеих звёзд. Таким образом, отслеживание орбит звёзд позволяет астрономам вычислить их массы и сравнить их с теоретическими моделями.

Точные измерения

Команда Кихано смогла отслеживать орбиты 15 бинарных систем с точностью до миллисекунд. Это позволило точно определить массы звёзд в семи из бинарных систем. В случае четырёх из этих систем наблюдения были настолько чувствительными, что астрономы смогли измерить массы компонентных звёзд с нуля, без какого-либо руководства от теоретических моделей. Все, кроме одной из этих систем, показали массы, соответствующие теории, что подтверждает, что наши модели близки к реальности, хотя и требуют доработки.

Заключение

«Эти точные измерения превращают Орион в лабораторию для тестирования того, как молодые звёзды формируются и развиваются», — говорит Хасмин Ордоноэс-Торо из Национального автономного университета Мексики. «Эти измерения значительно расширяют наше понимание того, как формируются звёздные соседи, подобные нашему». Результаты исследования были опубликованы 24 апреля в журнале Astronomy & Astrophysics.