ТАМ, ГДЕ РОЖДАЮТСЯ ЗВЕЗДЫ

В интервью «ГА» ведущий научный сотрудник Бюраканской обсерватории НАН РА, кандидат физико-математических наук Елена НИКОГОСЯН рассказывает о формировании и эволюции звезд.

- Г-жа Никогосян, вы исследуете вопросы звездообразования. Этот процесс продолжается и сегодня или вы пытаетесь заглянуть в далекое прошлое?

- Начну с того, что изучение молодых звездных объектов и областей звездообразования – в числе основных научных направлений Бюраканской обсерватории. Эти исследования начались после того, как выдающийся ученый Виктор Амбарцумян открыл звездные ассоциации - те образования, где находятся звезды, масса которых в десятки раз больше, чем масса Солнца. Открытие звездных ассоциаций имело огромное научное значение, поскольку стало ясно, что процесс звездообразования, рождения новых звезд продолжается и сегодня, причем не только в нашей галактике. Техническое развитие создало условия, позволяющие наблюдать процесс звездообразования не только в Млечном пути. Так что в этом смысле наша галактика не отличается от других.

- Значит ли это, что звездообразование – один из достаточно обычных процессов, протекающих во Вселенной?

- Я бы не стала называть обычным этот процесс, поскольку он очень бурный и сопровождается такими яркими явлениями, как взрывы и выбросы.

- Почему в той или иной галактике вдруг начинается процесс звездообразования, какие силы его провоцируют?

- Если мы посмотрим на Млечный путь, то его неоднородная клочковатая структура видна даже невооруженным взглядом. То есть, кроме ярких звезд там существуют и темные пятна. Это места скопления газа и пыли, которые поглощают, экранируют исходящее от звезд излучение. Но мы изучаем не только звезды. Большое значение имеет исследование межзвездной материи - газопылевой среды, в которой и из которой образуются звезды.

- Но ведь, наверное, какие-то силы воздействуют на газопылевую материю, поэтому начинается процесс звездообразования?

- Теорий звездообразования много, в этой области активно ведутся исследования в разных научных центрах мира, однако вопросов у науки пока значительно больше, чем ответов. Разумеется, это не означает, что мы ничего не знаем о звездообразовании. Известно, что, когда из газопылевой материи образуется звезда, то во многих случаях начинается процесс истечения из нее материи, которая наполняет окружающее пространство.

- То есть во время образования звезды пыль и энергия, видимо, концентрируются в одной точке, но в то же время идет и обратный процесс?

- Этот процесс происходит тогда, когда сконцентрированная в одной точке материя разогревается и начинает формироваться звезда, которая становится источником звездного ветра. Обычно это происходит со звездами большой массы.

- Это похоже на то, что мы называем солнечным ветром?

- В некотором смысле да, но звездный ветер настолько сильный, что, влияя на окружающую газопылевую материю, он создает толчок к новым концентрациям газа и возникновению новой волны газообразования.

- Это происходит за счет избыточной энергии, которая уже не нужна для образования новой звезды?

- Когда начинает формироваться звезда, для сохранения момента движения вокруг нее образуется диск, с которого материя поступает на саму звезду, а затем уходит в виде звездного ветра. Но эти вопросы пока изучены недостаточно. Есть много непонятных моментов.

- Как начинается первый толчок?

- С точки зрения современной науки, толчок может быть быстрым или более медленным и самопроизвольным. Звезды появляются, эволюционируют и умирают. Один из видов умирания звезды - взрыв сверхновой, в результате чего происходит большой выброс материи. И это дает толчок новому и быстрому процессу звездообразования.

- То есть во время взрыва сверхновой умирающая звезда отдает энергию, которая потом используется в другом месте?

- Да. От сверхновой идет взрывная волна, значительно более сильная, чем при атомном взрыве. Но окружающее ее пространство - не вакуум, и эта волна начинает распространяется в материи – газопылевой среде. Причем на фронте этой волны возникают очаги большой плотности, способствующие концентрации материи и звездообразованию, а поскольку масштабы очень большие, то образуется не одна звезда, а скопление звезд.

- Значит, ничего не пропадает и не кончается?

- Происходит круговорот энергии, как всегда в природе, где все взаимосвязано. И в этом случае образовавшееся молодое скопление формируется быстро.

- Что значит быстро в масштабах космического времени?

- С точки зрения астрономии, быстро – это от нескольких миллионов до сотен миллионов лет.

- Значит, время звездообразования можно измерить?

- Есть разные методы определения возраста звезд. Это комплексный процесс. Надо сделать фотометрические измерения во многих диапазонах электромагнитного излучения, построить модель, потом по ней с той или иной точностью определить возраст звезды.

- Где и как начинается процесс образования молодых звездных скоплений?

- Это отдельные очень холодные облака, их температура около 20 кельвинов и только после того, как там образуются звезды, они могут нагреть эту среду. Причем достаточно появления нескольких уплотнений, чтобы начался процесс звездообразования. Этот процесс может проходить относительно медленно и иногда носит самопроизвольный характер. Например, когда через облако газопылевой материи проходит быстро движущаяся звезда большой массы, то в этой материи образуются флуктуации плотности, то есть гнезда, в которых начинается звездообразование. В этом случае процесс идет достаточно медленно. Там могут присутствовать звезды и возраста 100000 лет и 100 миллионов лет. Но если процесс звездообразования инициирован внешним мощным триггером, например, взрывом сверхновой звезды, то в этом случае разброс возраста звезд скопления очень небольшой и может составлять несколько миллионов лет.

- То есть звезды и газопылевая среда очень связаны?

- Да, поэтому изучение звездообразования надо проводить комплексно, поскольку два основных компонента – звезды и газопылевая материя – генетически связаны между собой. Звезды образуются из газопылевой материи, но в свою очередь являются и ее поставщиками.

- Современные телескопы позволяют наблюдать этот процесс?

- Проблема состоит в том, что пыль сильно поглощает излучение и оно становится невидимым, особенно в оптическом диапазоне. Пыль, как я уже говорила, нагревается от звезды, а потом переизлучает в более длинноволновом диапазоне, на котором лучше вести наблюдения. В последние десятилетия исследования звездообразования сильно продвинулись, поскольку наблюдательная техника развивалась именно в длинноволновом диапазоне, включая инфракрасный и субмиллиметровый.

- Наверное, вопросы звездообразования представляют интерес не только для астрономов?

- Разумеется, они интересуют и химиков, и биологов. В среде, где образуются звезды, присутствует много материи в молекулярном состоянии, причем набор молекул, наблюдаемых в газопылевых облаках, все время растет, и они в основном излучают в радиодиапазоне. Эти очаги, разумеется, представляют интерес и для других естественных наук.

- Вы упомянули биологов, значит ли это, что там есть органика?

- Там наблюдаются и простейшие органические соединения, и благодаря этому появились такие новые направления как астрохимия и астробиология.

- Можно ли назвать эти органические соединения жизнью?

- Не думаю, что можно считать жизнью простейшую органическую молекулу. А простейших организмов не наблюдалось. Они могут быть на падающих на Землю кометах. Но наша группа занимается именно комплексным изучением областей звездообразования, мы идентифицируем в молекулярном облаке звездный состав и определяем параметры газопылевой материи. По своему химическому составу газопылевая среда неоднородна, она состоит из разных пылинок микронных размеров.

- Каковы результаты проводимых вашей группой исследований?

- Исследование вопросов звездообразования – очень трудоемкий и сложный процесс, связанный как с молодыми звездами, так и с газопылевой материей. Изучая несколько областей звездообразования, мы обнаружили, что звезды с большой массой возникают там, где плотность газопылевой материи выше. Это первое. Второе. Изучая объекты с большой массой, мы смогли подтвердить предположение о том, что звезда с большой массой, создавая градиенты, может дать толчок новой волне звездообразования. То есть сформировавшаяся звезда с большой массой, которая является источником звездного ветра, может инициировать образование вокруг себя менее массивных молодых звезд. Причем в исследованных нами областях звездообразования триггером этого процесса стал внешний толчок - взрыв сверхновой, точнее - не сам взрыв, а возникшая в результате взрыва ударная волна.

Отмечу также, что изучение звезд большой массы представляет особый интерес для науки. Дело в том, что в существующих теориях звездообразования есть много неясных моментов, связанных именно со звездами большой массы. В отношении небольших звезд, таких, например, как наше Солнце, все более или менее ясно, убедительная теория практически построена. Поэтому цель наших исследований - построить теорию звездообразования в отношении больших звезд. Как я уже говорила, проведение этих исследований связано с очень большими трудностями, но нам удается получать результаты, которые публикуются в самых рейтинговых международных научных изданиях – в журнале Европейского астрономического сообщества, Королевского астрономического общества Англии и других. Будем надеяться, что объединенными усилиями ученых из разных стран со временем нам удастся раскрыть все тайны рождения звезд, что существенно дополнит представления о происходящих во Вселенной процессах.