В июле 2013 года в германском городе Гейдельберге прошла 6-я конференция «Протозвёзды и планеты» (PPVI) — самый большой глобальный форум экспертов по означенной теме. За чемь дней сделано около сорока обзорных докладов и представлено больше шестисот стендовых. Первая добрая половина конференции формально посвящена протозвёздам, вторая — протопланетам, но в действительности круг вопросов вынужденно выясняется более широким, потому что обстановка не только если сравнивать с PPI, но и если сравнивать с PPV изменилась сильно. Я не желаю заявить, что представления о формировании звёзд и планет кардинально пересматриваются каждые пара лет, но как со стороны теории, так и со стороны наблюдений происходят важные уточнения.
Главными событиями последних лет, непременно, являются результаты работы «Спитцера» и «Гершеля». В частности, два этих инструмента разрешили поставить на фактическую базу идея, которая неспешно вырисовывалась в течении десятилетия: ни образование звёзд, ни образование планет не являются изолированными процессами. Иными словами, особенности планетной совокупности определяются предшествующей эволюцией протозвезды, эволюция протозвезды зависит от особенностей родительского газопылевого облака, а вид родительского облака формируется в следствии действия процессов, охватывающих большую часть либо кроме того всю межзвёздную среду галактики.
Исходя из этого на конференции PPVI значительно больше внимания если сравнивать с PPV было уделено не только личным протозвёздам и планетам, но и неспециализированной картине, в частности ответу на вопрос, из-за чего по большому счету происходит звездообразование (ЗО) и из-за чего оно может не происходить. Кроме того в отечественных родных окрестностях, к примеру, мы видим такие различные области звездообразования, как облака в Тельце и Орионе. В первом случае отмечается вялотекущее рождение звёзд малой массы, находящихся довольно на большом растоянии друг от друга. Во второй области рождаются не только маломассивные звёзды, но и те, что по массе в десятки раз превосходят Солнце, причём не поодиночке, а в скоплениях. И это далеко не предельные случаи. На небе возможно заметить облака, в которых ЗО по большому счету нет, не обращая внимания на наличие исходного сырья (газа), и области, где рождение звёзд происходит с интенсивностью, на большом растоянии превосходящей Орион.
Процесс звездообразования, в особенности на громадных расстояниях, выдаёт себя замечательным инфракрасным излучением пыли, разогретой молодыми звёздами. Исходя из этого громадный статистический материал о рождении звёзд накоплен сейчас как раз благодаря инструментам инфракрасного диапазона. И из этого материала вытекает, что нужным условием для ЗО есть, во-первых, наличие молекулярного (не атомарного) водорода, а во-вторых, достижение некоей пороговой плотности газа. В случае если плотность ниже пороговой, звездообразования нет. Если она превышена, в газе начинают рождаться звёзды – тем интенсивнее, чем посильнее превышен порог.
В образовании звёзд просматривается определённая структура. Одной из характерных линия распределения вещества в молекулярных тучах, определённого при помощи «Гершеля», есть иерархическая волокнистая структура. Как раз в этих волокнах и формируются звёзды, причём также не во всех. Среди них, как и глобально среди туч, выделяются «фертильные» и «стерильные» волокна. В целом появляется вывод о том, что ЗО есть двухэтапным (как минимум) процессом: сперва в облаке формируются волокна, а позже в следствии фрагментации волокон появляются протозвёздные сгустки.
Такая волокнистая структура, в неспециализированном-то, ожидаема. Сейчас популярна турбулентная модель звездообразования, в соответствии с которой звёзды рождаются в местах столкновения турбулентных течений. В численных моделях турбулентных молекулярных туч волокна образуются без неприятностей – правда, пока свойства (а также статистические) модельных протозвёзд в этих моделях не через чур сходятся с наблюдениями. В частности, настоящий процесс ЗО весьма неэффективен; в обычном молекулярном облаке в звёзды переходит от силы 5% массы, в то время как простые турбулентные расчёты дают эффективность, измеряемую десятками процентов.
Дабы решить эту проблему, в модели необходимо вводить дополнительную физику. На докладах PPVI весьма интересно было видеть, как в расчёты звездообразования неспешно возвращается магнитное поле. Оно господствовало в качестве дирижёра ЗО в моделях, существовавших до конца 1990-х годов, но позже его вытеснила турбулентность – до таковой степени, что всего пара лет назад обширно принималась возможность всецело пренебрегать магнитным полем в регионах ЗО. Ан нет, запрещено: магнитное поле всё-таки оказывается серьёзным причиной подавления звездообразования, так что его нужно учитывать, как бы это ни усложняло жизнь теоретикам.
Но, это не самое ужасное из нужных усовершенствований численных моделей областей ЗО. Имеется и более сложный фактор — feedback, обратная сообщение. Фрагментация вещества молекулярного облака ведет к появлению новых звёзд; энергетика этих звёзд начинает оказывать обратное влияние на эволюцию облака. Одним из элементов обратной связи, быть может, являются джеты — выбросы вещества из протозвёзд, правильнее, из их окрестностей. В то время, когда протозвезда ещё добирает на себя остатки протозвёздного вещества, его часть почему-то (возможно, тут также не обходится без магнитного поля) не падает на протозвезду, а, напротив, улетает от неё, фокусируясь в узкие струи, основание которых измеряется десятками астрономических единиц (если не меньше), а протяженность образовывает время от времени десятки тысяч астрономических единиц. Включить данный процесс в модель молекулярного облака весьма сложно из-за огромной отличия пространственных масштабов.
Однако учёт обратной связи стал ответственным новым трендом в моделях областей ЗО. Дело в том, что джеты выносят обратно в облако большую кинетическую энергию, которая может, к примеру, играться ключевую роль в поддержании турбулентности. Помимо этого, энергию в облако возвращают и другие факторы – скажем, замечательное излучение молодых звёзд и звёздный ветер. Их совокупным действием кроме этого разъясняется низкая эффективность звездообразования: первые же появившиеся в облаке звёзды нагревают его и развеивают в окружающем пространстве.
Но, энергетическое действие молодых звёзд необязательно мешает ЗО; оно может и содействовать ему. В случае если, к примеру, излучение массивной звезды сожмёт окружающее вещество до плотности выше критической, в этом веществе может начаться вторичное, стимулированное звездообразование. Действительно, докладчик по данной теме (Джона Балли) был настроен скептически и заявил, что данный режим ЗО растолковывает появление чуть ли одной пятой всех рождающихся звёзд, по крайней мере в отечественной Галактике.
Громадные трудности и сейчас связаны с попытками обрисовать и пронаблюдать сокровенный момент превращения газопылевого сгустка молекулярного облака в личную звезду. Тут отмечается увлекательная обстановка. Обилие планетных совокупностей показывает, что образование звезды фактически неминуемо сопровождается возникновением околозвёздного диска. Так вот, выясняется, что добавление в модель ЗО магнитного поля подавляет не только образование «лишних» звёзд. Оно кроме этого мешает формироваться дискам. И что с этим делать, пока не светло. Убираем магнитное поле — приобретаем через чур много звёзд. Добавляем магнитное поле — приобретаем через чур мало планет. Но, необходимо признать, что расчёты ЗО с нужным уровнем физического наполнения находятся до тех пор пока в начале пути.
Ещё один вопрос, что до тех пор пока остаётся без вразумительного ответа, — это природа распределения звёзд по весам. Она выясняется страно универсальной: наблюдения ветхих и молодых звёзд в отечественной Галактике, наблюдения звёзд в других галактиках — всё показывает, что рождающиеся звёзды неизменно и везде распределены по весам приблизительно одинаково. Это весьма необычно — с учётом различий в химическом составе, в плотности газа, кроме того ещё и вероятной двухэтапности… Как Природа умудряется в этих условиях по всей Вселенной изготавливать звёзды в однообразных массовых пропорциях, пока не светло.
Сначала я не совсем честно писал о конференции в прошедшем времени. В действительности я пишу это, в то время, когда она ещё не завершилась. Колокол кличет на новые доклады, так что про другое напишу позднее!