Има много въпроси без отговор относно звездообразуването, включително дали този процес винаги е функционирал по един и същи начин през дългата история на Вселената. Една от причините да бъде построен и изстрелян космическия телескоп "Джеймс Уеб" е да се отговори на този въпрос, което говори колко важна е тази тема за астрономите.
Основна разлика между съвременната и ранната Вселена е разпространението на металичността. В астрономията елементите, по-тежки от водорода и хелия, се наричат метали. Тези по-тежки елементи се произвеждат от масивни звезди, докато Големият взрив е произвел почти само водород и хелий. Така че едно поколение звезди е трябвало да живее и да умре, преди Вселената да натрупа повече метали.
Астрономите често търсят области на звездообразуване с по-ниска металичност, за да разберат какво е било звездообразуването в ранната Вселена в сравнение с това как протича то в наши дни. Една от средите с по-ниска металичност е външната част на Млечния път. Повечето спирални галактики имат отрицателен градиент на металичност, което означава, че колкото по-далеч е дадена област от галактическия център, толкова по-ниска е общата ѝ металичност. Това е по няколко причини, включително факта, че галактическият център е по-плътно населен със звезди. Това означава, че там има повече масивни звезди, произвеждащи метал, отколкото във външната галактика.
Тази фигура от статия от 2023 г. илюстрира обратния градиент на металичност в Млечния път. Той е групиран от звезди с различна възраст. Кредит: Lian et al. 2023 NatAstr
Екип японски астрономи работи с телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), за да наблюдава външните области на звездообразуване в Млечния път. Те откриват протозвездни струи, много подобни на струите около звездите дълбоко във вътрешността на галактиката. Резултатите им са публикувани вThe Astrophysical Journal . Водещият автор е Токи Икеда (Toki Ikeda) от университета Ниигата в Япония.
Изследователите са проучили единична област на звездообразуване, съдържаща множество кандидати за протозвезди. В рамките на тази област се фокусират върху една от кандидатите за протозвезди, наречена Sh 2-283-1a SMM1. Тя е на около 26 000 светлинни години от Слънцето и на около 51 000 светлинни години от центъра на Млечния път. Тази област съдържа само около 33% от тежките елементи, които се намират близо до Слънцето.
Тази фигура от изследването показва позициите на целевия за изследването регион за образуване на звезди в Галактиката и близкоинфрачервените цветни композитни изображения на целите. (а) Позициите на целите са представени като жълти правоъгълници. Фонът е художествена концепция за Млечния път (R. Hurt/NASA/JPL-Caltech/ESO). (b) Позициите на кандидатите за целеви протозвезди са обозначени с червени кръгове. Броят на източниците е обозначен, когато са оградени няколко източника. Кредит: Ikeda et al. 2025. ApJ
"Представяме първото откриване на пространствено разрешени протозвездни изтичания и струи (джетове) във външната част на Галактиката", пишат авторите.
Както джетовете, така и емисиите са колимирани (успоредно подравнени) и авторите откриват, че джетовете имат множество куршумообразни структури. Те откриват и две други характеристики, които привличат вниманието им. Едната е скоростта на потока, която "линейно се увеличава с отместването на позицията от центъра на ядрото", обясняват авторите.
Изследователите също така откриват "непрекъснатите компоненти на скоростта на периодичните потоци (структури, подобни на гръбнак), които могат да показват епизодични събития на изхвърляне на маса". Интервалите между тези събития на изхвърляне са между 900 и 4000 години.
Епизодичните изхвърляния на маса са важна част от растежа на протозвездите. Те регулират звездната маса, изчистват околния материал близо до звездата и оформят звездната среда. Събитията вероятно са причинени от нестабилност в акреционния диск на протозвездата, който може да инжектира големи количества материал наведнъж в звездата. Бързият скок в акрецията създава по-мощни магнитни полета около звездата, които задействат джетовете и изтичащите потоци. Според астрофизиците тези събития са неразделна част от процеса на образуване на звезди, така че откриването им в среди с ниска металичност, подобни на древната Вселена, прави силен паралел между съвременната и древната Вселена.
Тази фигура от изследването обяснява някои от откритията. (а) показва джет с червено изместване, който се отдалечава от нас, и (b) показва джет с синьо изместване, който се движи към нас. Белите кръстове са "куршумите" в струите, които представляват епизодични събития на изхвърляне на маса. Тези събития са неразделна част от образуването на звезди. Кредит: Ikeda et al. 2025. ApJ
"Чрез анализиране на джетовете и изтичането на потоци материя от протозвезда, намираща се толкова далеч в Галактиката, можем да видим, че същата физика, която формира звездите близо до Слънцето, действа и в среди с ниско съдържание на металичност. Това откритие отключва уникална възможност за фундаментално развитие на разбирането ни за това как се раждат звездите в различни космически среди", разказва водещият автор Икеда.
Тъй като за първи път се засичат джетове и изтичания на толкова голямо разстояние от центъра на галактиката, сега за първи път може да се направи паралел между съвременната Вселена с по-висока металичност и древната Вселена с по-ниска металичност.
"Тези характеристики съвпадат с тези на близките протозвездни системи, което показва, че ранното звездообразуване в среди с ниска металичност, като например външната Галактика, наподобява това във вътрешната Галактика", обясняват изследователите.
Въпреки че физическите характеристики на джетовете и изтичането на потоци материя са подобни на тези на протозвездите в среди с по-висока металичност по-близо до галактическия център, химията е различна.
"За разлика от физическите прилики, съотношението N(SiO)/N(CO) в джетовете изглежда е по-ниско от измереното в протозвездните източници с ниска маса във вътрешната галактика", пишат авторите.
Това показва, че химичните свойства са различни в тази част на Вселената, както и свойствата на праха. Когато газът с висока скорост в джетовете се сблъсква с друга материя, тази енергия може да предизвика химични реакции. SiO е един от резултатите от тези химични реакции, тъй като силикатният прах е често срещан и в изобилие в космоса. Съотношението N(SiO)/N(CO) показва колко SiO има в линията на видимост в сравнение с CO.
SiO и CO са допълващи се начини за проследяване на ударните вълни в джетовете.
Изследователите не са очаквали да открият такава чиста струйна структура във външната част на Галактиката. Още по-голяма изненада е, че протозвездата съдържа сложни органични молекули, което открива нови възможности за изучаване на звездообразуването в по-примитивни среди.
Изследователите са открили CH3OH (метанол), CH3OCH3 (диметилов етер) и други органични молекули като формалдехид.
Химическите следи, открити от екипа, биха могли да се отнасят до условията за образуване на звезди в ранната Вселена.
"Настоящите резултати показват, че най-ранните процеси на звездообразуване не се различават съществено, поне физически, в среда с ниска металичност на външната галактика", заключават изследователите.
Справка: Toki Ikeda et al 2025 ApJ 988 111; DOI 10.3847/1538-4357/ade235
Източник: The Universe's Early Star Formation Wasn't Much Different Than Now, Evan Gough, Universe Today
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
YKoshev
Доколко съвместими са минерално-суровинният отрасъл и чистата околна среда?
Козон
Мистериозен череп на гръцки хоминин е датиран на поне 286 000 години
Peter Petrov
След многократни експлозии нов тест за мегаракетата на Мъск
поп Дръвчо
Гледайте за първи път на живо как новооткритият "междузвезден посетител" 3I/ATLAS се устремява към нас