Звезды образуются в результате гравитационного сжатия газовых облаков. Самые плотные части облаков, называемые ядрами молекулярных облаков, являются местами звездообразования и в основном расположены вдоль Млечного Пути.
Молекулярное Облако Тельца – одна из активных областей звездообразования, и многие телескопы были направлены на это облако. Предыдущие наблюдения показывают, что некоторые ядра на самом деле являются звездными яйцами до рождения звезд, но в других уже есть молодые звезды внутри.
Группа исследователей во главе с Кадзуки Токудой, астрономом из Университета префектуры Осака и Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ), использовала возможности ALMA для исследования внутренней структуры звездных яиц.
Они наблюдали 32 ядра без звезд и девять ядер с младенческими протозвездами. Они обнаружили радиоволны от всех девяти ядер со звездами, но только 12 из 32 беззвездных ядер показали сигнал. Команда пришла к выводу, что у этих 12 яиц развиты внутренние структуры, что показывает, что они более развиты, чем 20 тихих ядер.
«Вообще говоря, радиоинтерферометры, использующие множество антенн, такие как ALMA, не годятся для наблюдения за невыразительными объектами, такими как звездные яйца», – говорит Токуда. «Но в своих наблюдениях мы специально использовали только 7-метровые антенны ALMA. Этот компактный массив позволяет нам видеть объекты с гладкой структурой, и мы получили информацию о внутренней структуре звездных яиц, как мы и предполагали."
Увеличение расстояния между антеннами улучшает разрешение радиоинтерферометра, но затрудняет обнаружение протяженных объектов. С другой стороны, компактный массив имеет более низкое разрешение, но позволяет нам видеть расширенные объекты.
Вот почему команда использовала компактный массив 7-метровых антенн ALMA, известный как массив Morita, а не расширенный массив 12-метровых антенн.
Они обнаружили, что существует разница между двумя группами в плотности газа в центре плотных ядер. Как только плотность центра плотного ядра превышает определенный порог, около одного миллиона молекул водорода на кубический сантиметр, самогравитация приводит к тому, что яйцо превращается в звезду.
Перепись также полезна для поиска редких предметов.
Команда заметила слабый, но четкий биполярный газовый поток в одном звездном яйце. Размер потока довольно мал, в плотном ядре источника инфракрасного излучения не обнаружено. Эти характеристики хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями о «первом гидростатическом ядре» – недолговечном объекте, образованном незадолго до рождения молодой звезды. «Несколько кандидатов на первые гидростатические керны были идентифицированы в других регионах», – объясняет Какеру Фудзиширо, член исследовательской группы. "Это первая идентификация в регионе Тельца. Это хорошая цель для будущих обширных наблюдений."
Кенго Тачихара, доцент Университета Нагоя, упоминает о роли японских исследователей в этом исследовании. "Японские астрономы изучали молодые звезды и звездные яйца в Тельце с помощью 4-метрового радиотелескопа Нагоя и 45-метрового радиотелескопа Нобеяма с 1990-х годов. И 7-метровая антенная решетка ALMA также была разработана Японией. Настоящий результат является частью кульминации этих усилий."
«Нам удалось проиллюстрировать историю роста звездных яиц до их рождения, и теперь мы разработали метод исследования», – резюмирует Токуда. "Это важный шаг для получения полного представления о звездообразовании."