И вновь возвращаемся к почти метафизической Вселенной. Теоретические модели и эмпирические данные открывают новые горизонты для изучения сложных взаимодействий между молодыми звездами и их окружением.
Исследование, возглавляемое профессором Паоло Падоаном из Института космических наук Университета Барселоны (ICCUB), ставит под сомнение традиционные представления о формировании протопланетных дисков вокруг молодых звезд.
Статья в журнале Nature Astronomy показывает, что окружающая среда играет ключевую роль в размере и продолжительности жизни этих дисков, где формируются планеты.
Когда звезда рождается, ее окружает вращающийся диск из газа и пыли. Со временем этот материал превращается в планеты. Раньше считалось, что диск теряет массу и постепенно исчезает.
Однако работа профессора Падоана предлагает новый взгляд: молодые звезды получают больше материала из окружающей среды через процесс аккреции Бонди-Хойла. Этот процесс помогает дискам расти и существовать дольше, чем предполагалось ранее.
"Звезды появляются в группах внутри больших газовых облаков и могут оставаться там несколько миллионов лет," - говорит Падоан, первый автор исследования, который сейчас работает в Дартмутском колледже (США).
"Гравитация звезды захватывает больше материала из облака. Это не сильно влияет на массу звезды, но существенно меняет ее диск."
Чтобы понять, сколько массы звезда может привлечь через аккрецию Бонди-Хойла, и как это влияет на вращение и размер диска, нужно изучить свойства хаотического движения межзвездного газа - турбулентности.
Исследование показывает, что аккреция Бонди-Хойла не только добавляет массу, но и угловой момент, необходимый для объяснения размеров протопланетных дисков. Это помогает разрешить давние несоответствия между наблюдениями и теориями.
Команда профессора Падоана использовала компьютерные симуляции и аналитические модели для объяснения размеров дисков, измеренных ALMA, самым мощным радиотелескопом в мире. Сочетание теории и практики позволило лучше понять сложные процессы вокруг молодых звезд.
"Сравнение симуляций с наблюдениями важно для проверки моделей," - говорит Вели-Матти Пелконе, исследователь из ICCUB и участник команды.
"Симуляции позволяют заглянуть глубже: увидеть плотность, скорость и магнитное поле, а также их изменения со временем. Используя данные симуляций, мы показали, что аккреция Бонди-Хойла важна на поздних стадиях формирования звезд, увеличивая размер и продолжительность жизни дисков."
С ростом вычислительной мощности суперкомпьютеров ученые смогут моделировать еще более сложные процессы, что повысит точность моделей.
"Новые мощные телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба и ALMA, позволят нам увидеть, как формируются звезды. Это откроет новые горизонты в астрономии," - продолжает Пелконе.
Результаты исследования имеют значение не только для формирования звезд и планет, но и для поиска обитаемых миров. Понимание роли окружающей среды может помочь в изучении условий для жизни за пределами нашей Солнечной системы.