Млечный Путь может производить больше звезд, чем мы думали

Анализ наиболее энергичного света в галактике показал, что мы можем ошибаться в отношении скорости звездообразования в Млечном Пути.

Гамма-лучи, образующиеся в результате радиоактивного распада изотопов, образующихся во время звездообразования, показывают, что звезды формируются со скоростью, в четыре-восемь раз превышающей массу Солнца в год. Это может показаться не таким уж большим, но это в два-четыре раза больше текущих оценок, что говорит о том, что наша родная галактика не так спокойна, как мы думали.

И это имеет важные последствия для нашего понимания. эволюции нашей галактики и тех, что нас окружают, поскольку скорость, с которой рождаются и умирают звезды, может изменить общий химический состав галактики.

Документ с описанием открытия, подготовленный астрофизиком Томасом Зигертом из Университет Вюрцбурга в Германии, был принят к публикации в журнале Астрономия и астрофизика и доступен на сервере препринтов arXiv.

Звезды — это фабрики, которые производят более сложные элементы нашей Вселенной. Их ядра — это ядерные печи, сталкивающие атомы друг с другом, чтобы превратить их во все более крупные атомы. Когда они умирают, их жестокая предсмертная агония извергает эти более тяжелые элементы в межзвездное пространство, чтобы дрейфовать в облаках или быть поглощенными новыми формирующимися звездами. Их взрывы сверхновых тоже обладают высокой энергией, создавая еще более тяжелые элементы, которые их ядра не могли выдержать.

Как и их смерти, рождение звезд также является энергетическим. Они формируются из плотных сгустков в облаках межзвездной пыли и газа, разрушаются под действием гравитации и жадно поглощают материал из окружающего их пространства, пока в их ядрах не будет достаточно давления и тепла, чтобы зажечь термоядерный синтез. При этом они начинают излучать мощные звездные ветры, уносящие частицы в космос, и струи, запускаемые из их полюсов частиц, ускоряющихся вдоль магнитного поля молодой звезды.

Известно, что одним из элементов, возникающих в результате смерти звезды, является радиоактивный изотоп алюминия под названием алюминий-26. С космической точки зрения алюминий-26 долго не живет; его период полураспада составляет 717 000 лет. И когда он распадается, он производит гамма-излучение с определенной длиной волны.

Но алюминий-26 также присутствует в значительных количествах в облаках вещества, окружающих вновь формирующиеся звезды. Если скорость, с которой вещество падает на звезду, превышает скорость звука, образуется ударная волна, генерирующая космические лучи. Когда лучи сталкиваются с изотопами в пыли, такими как алюминий-27 и кремний-28, они могут производить изотоп алюминия-26.

Итак, глядя на бюджет гамма-излучения во Вселенной, произведенного по радиоактивному распаду алюминия-26 астрономы могут оценить скорость, с которой звезды, вырабатывающие этот изотоп, образуются и умирают в Млечном Пути, и использовать это для определения общей скорости образования звезд.

Текущие оценки. поскольку скорость звездообразования в галактике Млечный Путь составляет около двух Солнц, ежегодно превращающихся в звезды. Поскольку большинство звезд в Млечном Пути намного менее массивны, чем Солнце, по оценкам, это составляет в среднем около шести или семи звезд в год.

Зигерт и его коллеги провели перепись гамма-излучения алюминия-26. в галактике и провел моделирование, чтобы увидеть наиболее вероятный механизм образования наблюдаемого изобилия этого света. Они обнаружили, что лучше всего подходит скорость звездообразования от четырех до восьми солнечных масс в год; или примерно до 55 звезд в год.

Эту оценку еще можно улучшить; модели не совсем воспроизводили гамма-излучение Млечного Пути в том виде, в каком оно наблюдается в настоящее время; и расстояние от источника гамма-излучения может изменить окончательную оценку, но его сложно измерить. Вот почему исследователи могли указать только диапазон скорости звездообразования, а не точную массу.

Тем не менее, метод команды дает надежду на лучшее понимание того, как Млечный Путь создает новые звезды. Звездообразование обычно окутано густым газом и пылью, которые трудно разглядеть; подсчет производимого им гамма-излучения может быть одним из эффективных способов заглянуть за кулисы.

Исследование группы было принято к публикации в Astronomy & Astrophysics и доступно на arXiv. .