Астрофизики разгадали пятидесятилетнюю тайну звездообразования в Млечном Пути

Американские и корейские теоретики разработали новую модель Млечного Пути, показав, что правильный учет различных факторов, ограничивающих появление новых звезд, способен объяснить наблюдаемые в реальности «парадоксально низкие» темпы звездообразования в Галактике. На ожидаемую скорость рождения новых звезд сильно влияет действие пронизывающих космос магнитных полей, турбулентность газа и присутствие массивных звезд, излучающих огромное количество энергии и рассеивающих окружающие их газовые облака. Статья об этом опубликована в Astrophysical Journal Letters.

Проблема подозрительно низких темпов звездообразования в Млечном Пути и у его галактических соседей — в 150–180 раз меньше теоретических оценок — встала перед наукой еще 50 лет назад. Для того, чтобы объяснить такие темпы, требовались нереалистично сильные магнитные поля и постоянная мощная турбулентность. Группа исследователей под руководством Нила Эванса из Техасского университета в Остине подошла к этой давней проблеме по-новому, рассмотрев два основных параметра, определяющих скорость звездообразования: обилие облаков молекулярного газа и то, насколько эффективно они могут формировать звезды.

Суммарная масса молекулярного облака определяет, объединено ли это облако гравитационными силами и сколько времени ему потребуется на то, чтобы сжаться, в конце концов испытав коллапс и превращение в звезду. Молекулярные облака состоят большей частью из водорода, однако точный учет его количества вести затруднительно, поэтому астрофизики производят оценки по количеству молекул иных веществ, присутствующих в облаках, чтобы оценивать их общую массу. Авторы статьи использовали карты эмиссии окиси углерода СО в Млечном Пути для оценки масс звездообразующих облаков с использованием коэффициента преобразования, который зависит от содержания металлов — на сленге астрофизиков металлами называются элементы тяжелее гелия — и меняется в зависимости от расстояния до центра Галактики.

Используя ряд входных значений, полученных из реальных наблюдений, авторы рассчитали, что скорость звездообразования в Млечном Пути должна составлять от 0,50 до 5,93 солнечной массы в год, что вполне укладывается в реально наблюдаемый диапазон — 1,65-1,90 солнца ежегодно. Новая работа таким образом показывает, что тайну медленной скорости звездообразования в Млечном Пути можно разгадать, если правильно учитывать влияние степени металличности на общую оценку массы молекулярных облаков и накладывать необходимые ограничения на эффективность звездообразования.