Возникновение звезд

Межзвездного газа особенно много близ плоскости Галактики. Почти весь он сосредоточен в прослойке толщиной 600 световых лет и диаметром возле 30 кпк или 100 тыс. световых лет (это диаметр гапактичного диску). Но и в такой тонкой прослойке газ распределен неравномерно. Он концентрируется в спиральных рукавах Галактики, а там разбитый на отдельные значительные тучи протяжностью в парсеки и даже у десятки парсек, а массой в сотне и тысячи масс Солнца. Плотность газа в них порядка 100 атомов на кубический сантиметр, температура возле -200 С. Оказалось, что критические масса и радиус Джинса при таких условиях почти совпадают с массой и радиусом самых туч, а это значит, что они готу к коллапсу. Но главное открытие было еще впереди.

Астрономы подозревали, что при относительно высокой плотности и низкой температуре, которая царствует в межзвездных тучах, часть вещества должна объединяться у молекулы. В этом случае важнейшая часть межзвездной среды недоступная наблюдениям в оптическом диапазоне.

Ультрафиолетовые наблюдения, которые начались в 1970 г., из ракет и спутников разрешили открыть главную молекулу межзвездной среды - молекулу водорода (Н2). А при наблюдении межзвездного пространства радиотелескопами сантиметрового и миллиметрового диапазонов были выявленные десятки других молекул, временами довольно сложных, что содержат до 13 атомов. В их числе молекулы воды, аммиака, формальдегида, этилового спирта и даже аминокислоты гліцирина.

Как выяснилось, возле половины межзвездного газа содержится в молекулярных тучах. Их плотность в сотне вместе больше, чем у туч атомарного водорода, а температура всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Именно при таких условиях возникают неустойчивые к гравитационному сжатию отдельные уплотнения в туче массой порядка массы Солнца и становится возможным формирование зірок.

Большинство молекулярные тучи зарегистрированы только по радиоизлучению. Некоторые, впрочем, давно известные астрономам, например темная туманность Угольный Мешок хорошо видима глазом в южной части Млечного Пути. Диаметр этой тучи 12 пк, но оно выглядит большим, поскольку отдаленно от нас всего на 150 пк. Его масса возле 5 тыс. солнечных масс, тогда как у некоторых туч масса достигает миллиона солнечных, а размер 60 пк. В таких гигантских молекулярных тучах (их в Галактиці всего несколько тысяч) и располагаются главные ячейки формирования зірок.

Ближайшие к нам области зіркоутворень - это темные тучи в созвездиях Тельца и Змієносця. Подальше расположенный огромный комплекс туч в Орионе.

Жизнь черной хмаримолекулярні тучи устроены значительно сложнее, чем знакомые нам тучи водной пары в земной атмосфере. Извне молекулярная туча покрыта толстой прослойкой атомарного газа, поскольку проникающее туда излучение звезд разрушает хрупкие молекулы. Но пылища, которая находится во внешней прослойке, поглощает излучение, и глубже, в темных недрах тучи, газ почти целиком состоит из молекул.

Структура туч постоянно изменяется под действием взаимных стычек, нагревание звездным излучением, давления межзвездных магнитных полей. В разных частях тучи плотность газа отличается в тысячу раз (в столько же раз вода щільніша комнатного воздуха). Когда плотность тучи (или отдельной его части) становится настолько большой, что гравитация преодолевает газовое давление, туча начинает неудержимо колапсувати. Размер его уменьшается все быстрее и быстрее, а плотность растет. Небольшие неоднородности плотности в процессе коллапса усиливаются, и в результате туча фрагментує, т.е. распадается на части, каждая из которых продолжает самостоятельный стиск.

При коллапсе возрастают температура и давление газа, который препятствует дальнейшему увеличению плотности. Но пока туча остается прозрачной для излучения, она легко охлаждается и сжатие не прекращается. Большую роль в дальнейшем играет космическая пылища. Хотя по массе она составляет всего 1% межзвездного вещества, это очень важный его компонент. В темных тучах пылинки поглощают энергию газа и перерабатывают ее в инфракрасное излучение, которое легко побросает тучу, забирая излишки тепла. В конце концов через увеличение плотности отдельных фрагментов тучи газ становится меньше прозрачным. Охлаждение затруднюється, и возрастающее давление останавливает коллапс. В будущем с каждого фрагмента образуется звезда, а все вместе они составят группу молодых звезд в недрах молекулярной тучи.

Коллапс плотной части тучи в зоркую, а чаще - в группу звезд продлевается несколько миллионов лет (сравнительно быстро по космическим масштабам). Новорожденные звезды разогревают окружающий газ, и под действием высокого давления остатки тучи разлетаются. Именно этот этап мы видим в туманности Ориона. Но по соседству с ней продлевается формирование будущих поколений звезд. Для света эти области целиком непрозрачные и наблюдаются только с помощью инфракрасных и радіотелескопів.



Вернуться назад