Эврика-87

Неизвестен 3 Автор

Эпидемия в созвездии Ориона

Один из ближайших к нам очагов недавнего звездообразования находится в направлении созвездия Орион.

Туманность Ориона удалена от нас на расстояние в 1500 световых лет. Область, заполненная молодыми яркими звездами и нагретым их излучением горячим газом, расположилась на краю гигантского холодного облака, занимающего почти все созвездие. В глубине холодного облака не заметно признаков звездообразования, но, чем ближе к яркой Туманности Ориона, тем яснее они проявляются. Сначала становятся заметными небольшие газовые конденсации, о которых еще нельзя сказать наверняка, что они

станут звездами:

в них идет борьба сил гравитации и газового давления - если победит гравитация, эти конденсации станут протозвездами, а затем и звездами. Но вблизи границы между холодным облаком и Туманностью Ориона ситуация уже более ясная: здесь, без сомнения, рождаются звезды. Об этом говорят обнаруженные там группы инфракрасных источников - молодые группировки звезд, не успевшие сбросить с себя пылевые оболочки, а также найденные радиоастрономами необычайно мощные источники излучения - мазеры.

Это небольшие газовые конденсации в окрестности молодых звезд, где радиоволны усиливаются примерно так же, как свет в наших лазерах.

В холодном газовом облаке процесс звездообразования развивается не хаотически, а как эпидемия: возникает на краю облака, а затем постепенно захватывает внутренние его части. Волна звездообразования как бы прокатывается по облаку, и там, где она прошла, начинают рождаться звезды.

Но какая причина вызывает эту волну?

Ускоритель звездообразования

Причин может быть несколько. Это и взаимные столкновения облаков, и встреча их со спиральными рукавами Галактики, и некоторые другие события, приводящие к уплотнению газа в облаках. Но, пожалуй, нам более интересен случай, когда волну звездообразования "запускает" внутрь облака взорвавшаяся рядом с ним умирающая звезда-сверхновая. Наблюдения показывают, что группировки молодых звезд часто бывают связаны с остатками вспышек сверхновых. Например, группа горячих звезд в созвездии Большого Пса находится на краю гигантской газовой оболочки - остатка сверхновой, вспыхнувшей около 500 тысяч лет назад.

Аналогичная ситуация наблюдается в созвездии Единорога-здесь сверхновая разрушила массивное облако и "заставила" часть его газа превратиться в звезды. Впрочем, вовсе не обязательно, чтобы рядом со сверхновой заранее существовало газовое облако.

Разлетаясь с большой скоростью, оболочка сверхновой, как бульдозер, сгребает впереди себя межзвездный газ, уплотняет его и превращает в облака, в которых тут же может начаться процесс звездообразования. Таким образом, смерть одних звезд стимулирует рождение других.

Конечно, и без сверхновых звезды в Галактике рождались бы. Но вспышка сверхновой как бы ускоряет все события: разреженный газ она нагревает и заставляет расширяться и становиться еще более разреженным, а плотные газовые облака уплотняет, делает непрозрачными, заставляет охлаждаться и быстро превращаться в звезды или целые звездные скопления.

Происхождение Солнечной системы

Итак, с одной стороны, эти вспышки "подстегивают" волну звездообразования и заставляют ее двигаться дальше, в глубь облака. Однако с другой - они становятся одной из главных причин разрушения звездных скоплений.

Дело в том, что процесс звездообразования, подгоняемый вспышками сверхновых, приводит к тому, что молодые звезды в момент своего рождения имеют немалые скорости: ведь оболочка сверхновой

не только сжимает, но и расталкивает в разные стороны облака газа. Звезды при этом рождаются на больших расстояниях друг от друга и не могут удержаться вместе силами взаимного притяжения. Но даже если в рождении звезд сверхновые и не участвовали и облако сжалось само, все равно наиболее массивные из образовавшихся звезд быстро пройдут свой жизненный путь и начнут взрываться, как сверхновые. Эти взрывы нагреют остатки газа, который быстро расширится и покинет область звездообразования.

Лишившись газа, молодой звездный агрегат существенно "потеряет в весе", притяжение его ослабнет, и значительная доля молодых звезд сразу же убежит из скопления. Образуется расширяющаяся звездная ассоциация. Именно в таких ассоциациях содержится солидная доля молодых звезд.

Разгадка основных закономерностей в судьбах умирающих и рождающихся звезд, взаимосвязь этих судеб имеет чрезвычайно важное значение для познания жизни Вселенной. Полученные представления позволяют, в частности, искать здесь ответ на один из фундаментальных вопросов естествознания происхождение нашей Солнечной системы. Так, изучение химического состава метеоритов показало, что незадолго до ее возникновения ее вещество было обогащено некоторыми радиоактивными изотопами из числа тех, что образуются при взрывах массивных звезд. Поэтому вполне вероятно, что причиной рождения Солнца и всей нашей планетной системы был близкий взрыв сверхновой.

Вихри рождают излучение

В последние годы приборы, установленные на искусственных спутниках Земли, обнаруживают новые источники гамма-излучения, которые до сих пор не удавалось "привязать" к уже известным астрономическим объектам.

Были предположения, что большинство этих источников гамма-излучения не что иное, как гигантские молекулярные облака. Такие облака известны астрономам довольно давно, это огромные скопления газа, в основном молекулярного водорода. Протяженность их - несколько десятков парсек, а масса водорода в одном облаке равна сотне масс Солнца. Сейчас в нашей Галактике известны несколько тысяч молекулярных облаков.

Сотрудники Физического Института АН СССР имени П. Н. Лебедева провели расчеты и нашли условия, при которых галактические облака становятся источником гамма-волн. Иными словами, ученые предложили новую модель, согласно которой вновь обнаруженными источниками гамма-излучения могут быть галактические молекулярные облака. Излучения порождают вихри в облаках газа. Турбулентное движение молекулярного газа в галактических облаках работает как своеобразный ускоритель частиц: в переменных магнитных полях энергия нейтрального газа преобразуется в энергию ускоренных частиц - молекул, ядер, электронов.

Взаимодействие таких частиц между собой, их ускорение или торможение как раз и приводят к излучению электромагнитных волн в гамма-диапазоне.

Согласно новой модели, предложенной советскими астрофизиками, плотность космических лучей в галактических облаках может быть в тысячи раз больше, чем плотность их в межзвездном пространстве. Этот вывод еще предстоит подтвердить или опровергнуть, тем не менее уже сейчас модель турбулентности нейтрального газа поможет объяснить многие астрофизические наблюдения. Например, по-новому осветить вопрос о происхождении космического излучения.