Новые снимки телескопа "Джеймс Уэбб" не на шутку встревожили учёных

В середине ноября супермощный телескоп "Джеймс Уэбб" (JWST) запечатлел момент рождения протозвезды L1527 в молекулярном облаке Тельца. Ей всего 100 тысяч лет, что очень немного по космическим меркам.

Протозвезда L1527 укутана в плотный саван газопылевых облаков и расположена в 460 световых годах от Земли. Разглядеть её было непросто, для этого понадобился супермощный инфракрасный телескоп "Джеймс Уэбб", обладающий самым большим зеркалом. Снимок был сделан с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam телескопа JWST.

Именно "Джеймс Уэбб" решает такие задачи, потому что он работает в диапазоне, который позволяет разглядывать дальние звёзды сквозь плотную облачность. Телескоп был запущен 25 декабря 2021 года и проработает как минимум до 2041-го. Его разрешение в шесть раз больше, чем у "Хаббла", фокусное расстояние — 131,4 метра, площадь сбора света — 25,37 м². "Джеймс Уэбб" не только изучает планеты, звёзды и протозвёзды Солнечной системы, недоступные для "Хаббла", но и способен заглядывать за её пределы. Протозвезда L1527 — как раз тот случай.

Если посмотреть на снимок L1527, сделанный NASA, можно увидеть гигантские "песочные часы" на фоне небосклона, верхняя часть которых преимущественно оранжевая, а нижняя представляет собой наслоение синих, голубых, пурпурных, серых, сиреневых оттенков. Так вот, на стыке между ними и расположена протозвезда.

Снимок протозвезды — это примерно как снимок УЗИ ребёнка, находящегося в утробе матери. Протозвезда находится на заключительном этапе своего "вылупления" из молекулярного облака и накануне вхождения в фазу термоядерного синтеза. Возраст L1527 составляет 100 тысяч лет, и это нижний возрастной порог протозвёзд. В зависимости от массы иногда им требуется до миллиарда земных лет только для того, чтобы дозреть до термоядерного синтеза. По сути, учёным удалось запечатлеть звезду, находящуюся на такой ранней стадии звездообразования, насколько это в принципе возможно. В науке такие объекты называют протозвёздами нулевого класса. С L1527 вроде бы всё понятно, но что за странные "песочные часы", занимающие большую часть снимка?

Эти "песочные часы" — молекулярное облако. Кормовая база будущей звезды и одновременно её отхожее место. Отсюда L1527 активно собирает космические стройматериалы, готовясь стать полноценной звездой. Своеобразная космическая диффузия — проникновение одного вещества в другое.

Только протозвезда L1527 вбирает в себя стройматериалы с поразительной скоростью и никому их отдавать не собирается. Важно сказать, что активное поглощение протозвездой веществ из облака провоцирует толчки и завихрения, препятствующие образованию новых звёзд, иначе их было бы гораздо больше. Протозвезда L1527 — настоящий хищник, она доминирует в космосе, сама "съедает всё".

Механика процесса следующая: пыль и газ из "песочных часов" всасываются в центр, падают внутрь, закручиваются по спирали. Это создаёт плотный диск материала, известный как аккреционный диск. Он постепенно будет набирать массу, сжиматься, температура его ядра будет расти, пока не начнётся ядерный синтез звезды.

Сейчас масса L1527 составляет 20–40% от массы Солнца, но она будет постепенно увеличиваться. Кстати, по массе протозвезды определяется и её жизнеспособность. Если масса меньше 7,5% от солнечной, протозвезда, скорее всего, не дозреет до термоядерного синтеза.

А почему такие яркие и разнообразные цвета в этих "песочных часах"? Это, по словам учёных, показывает неравномерность распределения космической пыли и газа в данной области. Оранжевые и красные участки наиболее плотно забиты пылью и газом, в синих их по минимуму.

Дело не только в протозвезде. Она отправная точка для исследования более масштабных процессов. Учёные планируют плотно просканировать "песочные часы", расположенные вокруг L1527. Потому что это, по сути, первая в истории возможность изучить все процессы, которые происходят на столь раннем эволюционном этапе звездообразования. А за этим приоткрываются большие перспективы.

Само по себе молекулярное облако Тельца, где нашли протозвезду, — настоящий "инкубатор звёзд". С 2020 года его стали считать частью волны Рэдклиффа — волнообразной структуры в местном рукаве Млечного Пути. Эта волна практически не изучена.

Молекулярное облако Тельца — ближайшая к Солнцу область звездообразования, и там сотни подобных протозвёзд.

Наблюдая за этим молекулярным облаком и протозвездой, можно увидеть, как Солнце и Солнечная система выглядели в младенчестве. Учёные планируют исследовать молекулярное облако во всех диапазонах, что позволит им реконструировать формирование Солнца и Солнечной системы во всех подробностях.