У многих зрелых звезд есть звездные спутники, живущие своей жизнью в сплоченных кластерах или качающиеся в пространстве в двойных парах. Это говорит о том, что большинство звезд образуются небольшими группами, но начало звездообразования долгое время было трудно изучить. Сейчас астрономы направили массивы чувствительных радиотелескопов к одной из самых активных областей звездообразования в Млечном Пути, чтобы исследовать звездообразование на самых ранних стадиях.
Когда дело доходит до изучения молодых звезд, нет лучшего места, чем комплекс молекулярных облаков Ориона: сеть активных областей звездообразования, расположенных чуть более чем в тысяче световых лет от нас. Молекулярные облака Ориона содержат сотни протозвезд, все еще откачивающих газ из своих зарождающихся туманностей, что делает его идеальной ареной для изучения звездообразования.
Две ведущие теории формирования звезд — это фрагментация диска и турбулентная фрагментация. Теория фрагментации диска предполагает, что вращающийся диск из звездообразующего материала может расколоться на несколько звезд. Теория турбулентной фрагментации утверждает, что небольшие флуктуации внутри плотного сгустка газа могут пульсировать наружу и вызывать коллапс газового облака. Ключом к различию между этими гипотезами являются масштабы их длины; считается, что фрагментация диска приводит к образованию звезд, разделенных примерно 100 а.е., в то время как турбулентная фрагментация, вероятно, порождает более широко разделенных компаньонов.
Изучение звездообразования в малых пространственных масштабах является сложной задачей, поскольку коротковолновый свет, излучаемый молодыми звездами, сильно затенен газом и пылью, а длинноволновые наблюдения по своей сути имеют более низкое разрешение. К счастью, появление массивов радиотелескопов увеличило достижимое разрешение радиоизображений и позволило астрономам исследовать меньшие масштабы, чем когда-либо прежде. Команда во главе с Джоном Тобином (Национальная радиоастрономическая обсерватория) использовала массив Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) и Very Large Array (VLA) для исследования звездного общения в молекулярных облаках Ориона на самых ранних стадиях звездообразования — и для изучения того, что эти результаты означают для формирования звезд.
Тобин и его сотрудники обследовали 328 протозвезд в молекулярных облаках Ориона, в том числе 94 в самой ранней фазе эволюции протозвезды. Команда использовала итерационный алгоритм для поиска протозвезд с компаньонами в пределах 20-10 000 а.е. (Для контекста, если бы у Солнца был компаньон в 10000 а.е., он был бы расположен в облаке Оорта нашей солнечной системы.) Авторы обнаружили, что примерно 30% всех обследованных систем содержат несколько звезд, причем двойные системы встречаются чаще, чем тройные или четверные звездные системы.
Авторы отметили, что распределение разделения компаньонов для самых молодых протозвезд имеет два пика — один около 100 а.е., а другой около 3000 а.е.. Это говорит о том, что в этих системах действуют множественные механизмы формирования; звезды, которые формируются на больших (>500 а.е.) расстояниях через турбулентную фрагментацию, могут мигрировать внутрь с течением времени, но сравнения с моделированием показывают, что существует больше близких протозвездных компаньонов, чем можно объяснить этой миграцией.
Команда пришла к выводу, что более половины всех компаньонов в пределах 500 а.е., вероятно, образовались в результате фрагментации диска, в то время как те, что находились на больших расстояниях, скорее всего, образовались только из-за турбулентной фрагментации. Будем надеяться, что будущие исследования этого богатого набора данных о протозвездах позволят получить еще больше информации о звездообразовании!
