Астрономы обнаружили «яйцо дракона», внутри которого может зарождаться массивная звезда

Астрономы обнаружили необычайно компактное и плотное ядро в гигантском облаке газа и пыли, расположенном примерно в 16 300 световых годах от Земли. Объект, получивший неофициальное название «яйцо дракона», может представлять собой одну из самых ранних стадий формирования массивной звезды. Несмотря на огромное количество окружающего вещества, исследователи пока не обнаружили убедительных признаков существования молодой звезды внутри ядра.

Открытие сделала международная группа астрономов под руководством Эшли Томаса Барнса из Европейской южной обсерватории (ESO). Учёные исследовали объект C2c1a, расположенный в инфракрасном тёмном облаке G028.37+00.07, известном как Облако Дракона. Для наблюдений использовался комплекс радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама, позволяющий изучать плотные скопления газа и пыли, скрытые от обычных оптических телескопов.

Особый интерес к этому объекту связан с одной из нерешённых проблем астрофизики — происхождением массивных звёзд. Считается, что звёзды, масса которых превышает солнечную как минимум в восемь раз, могут формироваться по нескольким сценариям. Согласно одному из них, сначала образуется массивное плотное ядро, которое затем сжимается под действием собственной гравитации. Другая модель предполагает, что первоначально возникает сравнительно небольшой зародыш звезды, постепенно набирающий массу из окружающего облака.

Облако Дракона представляет собой подходящее место для изучения этих процессов. Масса крупного газопылевого сгущения, в котором находится исследуемый объект, оценивается примерно в 1061 массу Солнца. При этом оно излучает относительно мало энергии, что может свидетельствовать о ранней стадии звездообразования.

Предыдущие наблюдения указывали на существование внутри облака плотного ядра массой около 20–30 солнечных масс. Однако разрешения телескопов не хватало, чтобы установить его внутреннюю структуру и определить, сформировалась ли там молодая звезда.

Новые наблюдения ALMA на длине волны 1,3 миллиметра позволили рассмотреть область значительно подробнее. Астрономы выделили шесть отдельных компонентов, среди которых наиболее ярким оказался C2c1a(a). Он сохранил компактную структуру даже при разрешении около 175 астрономических единиц. Расчётный радиус источника составляет приблизительно 87 астрономических единиц, то есть примерно 13 миллиардов километров.

Несмотря на относительно небольшие размеры, объект окружён огромным запасом вещества. На расстояниях порядка 10 тысяч астрономических единиц от центра находится около 110 солнечных масс газа и пыли. Часть этого материала в дальнейшем может участвовать в формировании звезды, однако пока неизвестно, сколько вещества действительно попадёт в центральную область.

Одной из наиболее интересных особенностей оказалась разница температур. Яркостная температура компактного источника достигает примерно 40 кельвинов, тогда как предыдущие наблюдения окружающего газа указывали на температуру около 10 кельвинов. Такое расхождение может свидетельствовать о существовании более тёплой внутренней области, скрытой под плотной холодной оболочкой.

При этом точную массу центрального ядра определить не удалось. В зависимости от предполагаемой температуры пыли и особенностей её излучения расчёты дают значения от двух до 30 солнечных масс. Таким образом, внутри облака может находиться как массивное холодное ядро, так и менее массивный, но более тёплый объект.

Астрономы также попытались обнаружить признаки активного звездообразования. Молодые звёзды часто выбрасывают мощные потоки вещества, которые можно зарегистрировать по излучению молекулярного газа. Однако наблюдения не выявили убедительных свидетельств таких выбросов, связанных с центральным источником. Не обнаружили исследователи и выраженных спектральных признаков горячего газа, характерных для некоторых формирующихся массивных звёзд.

Отсутствие этих признаков не доказывает, что внутри ядра ещё нет протозвезды. Она может быть слишком молодой, скрытой плотной пылью или создавать слабые потоки вещества, которые невозможно различить при существующей чувствительности наблюдений.

Полученные результаты согласуются с предположением, что массивные звёзды могут формироваться из заранее сформировавшихся плотных ядер. Однако они также не исключают сценарий, при котором небольшой звёздный зародыш постепенно увеличивает массу за счёт окружающего вещества.

Для окончательного определения природы «яйца дракона» потребуются дополнительные наблюдения, позволяющие точнее измерить температуру, распределение массы и движение газа внутри ядра. Это поможет установить, находится ли объект на стадии, предшествующей появлению звезды, или в его центре уже начались процессы формирования протозвезды.

Исследование размещено в научном архиве arXiv и принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics.