Почему во Вселенной возникает не так много звезд, как это следует из расчетов? Что затрудняет процесс звездообразования, столь естественно следующий из гравитационного коллапса, зажигающего протозвезды в сгущениях материи? Ученые пытаются найти ответ, исследуя магнитные поля в диффузных облаках газопылевого состава, где должны рождаться светила.
Роль магнитных процессов в космологии чрезвычайно велика, и это могут ощутить на себе даже жители Земли. В нашей Солнечной системе сложнейшая иерархия солнечных магнитных полей определяет солнечную активность. Прямым воздействиям этой активности подвергается наша небольшая планета. Именно земное магнитное поле защищает биосферу и ноосферу Земли от губительной солнечной радиации. Если бы не этот щит — наша планета не была бы обитаемой.
В глубинах космоса, в галактических облаках межзвездного газа, непрерывно идут процессы образования звезд, которые зарождаются и загораются, становясь светилами и обзаводясь планетной системой, как наше Солнце. Но вот парадокс: количество межзвездного газа в галактиках таково, что количество загорающихся светил должно быть гораздо больше наблюдаемого, по крайней мере, в несколько раз!
Читайте также: Внутри Солнца есть магнитный тормоз
Свои предположения, объясняющие парадокс, высказала группа космологов и астрономов из Бостонского университета (США), работающих по программе "Исследование инфракрасной поляризации плоскости галактического диска (Galactic Plane Infrared Polarization Survey, GPIPS), в их числе аспирант-исследователь Роб Марчвински (Rob Marchwinski). Аспирант и его коллеги обнаружили потенциальную причину замедления скорости звездообразования, по крайней мере, в одном случае молекулярного облака в созвездии Орла.
Наблюдения были проведены с помощью 1,8-метрового телескопа Перкинса во Флэгстаффе (Аризона, США). Астрофизические наблюдения заключались в создании первой полной карты магнитных полей в этом большом облаке газа.
Известно, что гравитационные процессы создают с течением времени в центре плотного скопления межзвездного газа уплотнение материи, которое является по сути началом образования протозвезды. Звезда рождается, когда ее свечение усиливается, разгоняя прочь остатки пылевой оболочки, а затем начинается эпоха формирования планетных тел, что продолжается в течение многих миллиардов лет.
Итак, детали звездообразования и последующих событий становятся все яснее, но моделирование процессов обеспечивает возникновение гораздо большего количества звезд, чем появляется на самом деле. Впрочем, астрофизики предполагают, что есть причина такого замедления рождения светил. Ее поисками занята группа исследователей из Университета в Бостоне.
В созвездии Орла, газовом облаке с размерами 60 световых лет в ширину и 130 в длину, была измерена поляризация в трех тысячах точек, и по этим измерениям поляризации была построена карты магнитных полей аспирантом Марчивинским с коллегами. И в результате ученые обнаружили весьма слабое магнитное поле газового облака, расположенного в шести тысячах световых лет от Земли.
Масса этого облака определена равной 17 тысячам солнечных масс в виде газообразного и пылевого компонентов. А магнитная индукция в нем составляет всего 5,40 ± 0,04 мГс, что примерно в 100 тысяч раз слабее среднего магнитного поля на поверхности Земли.
Следует заметить, что данное облако неоднородно: в нем было обнаружено семь регионов внутри облака, в которых плотность существенно больше средней плотности облачного вещества. Возможно, это зародыши будущих звезд. Каждый из таких уплотненных объемов в облаке по массе составляет примерно 100 солнечных, а радиус шарообразного региона равен 1,2 ± 0,2 парсек. В них магнитное поле более сильное, оно равно 8,3 ± 0,9 мГс. Хотя разница между повышенным значением и средним 5,40 ± 0,04 мГс кажется незначительной, но она может обеспечит остановку дальнейшего притока вещества к этим семи протозвездным центрам.
Астрономы пришли к заключению, что соотношение массы к притоку вещества для всех семи областей будущего возможного образования звезд является "исключительно критическим" и только магнитное поле удерживает обусловленное гравитацией поступление вещества. В случае же новых поступлений неизбежностью грядет начало гравитационного коллапса, следствие которого — образование звездных коконов.
Авторы исследования пишут в Astrophysical Journal: "Кажется странным, что магнитное поле столь незначительной напряженности может прервать процесс образования звезды, но для данного облака это именно тот случай".
Читайте также: Звездное небо создали… черные дыры?
Однако применять эту особенность во множественных примерах звездообразования следует с осторожностью и только после конкретного исследования интенсивности магнитных полей в иных галактических регионах рождения звезд. Один случай не всегда выявляет общую закономерность, поэтому требуются дополнительные подтверждения интересной гипотезы.