Данные показывают, что ранние представления о том, как образуются звездные скопления, не могут быть верными. Самая простая идея состоит в том, что звезды образуют скопления, когда гигантское облако газа и пыли конденсируется.
Центр облака втягивает материал из своего окружения, пока он не станет достаточно плотным, чтобы вызвать звездообразование. Этот процесс сначала происходит в центре облака, что означает, что звезды в середине скопления формируются первыми и, следовательно, являются самыми старыми.Однако последние данные Чандры предполагают, что происходит кое-что еще.
Исследователи изучили два скопления, в которых в настоящее время образуются звезды, похожие на Солнце, — NGC 2024, расположенный в центре Пламенной туманности, и скопление туманности Ориона. Из этого исследования они обнаружили, что звезды на окраинах скоплений на самом деле самые старые.«Наши выводы противоречат здравому смыслу», — сказал Константин Гетман из Университета Пенсильвании, Юниверсити-Парк, который руководил исследованием. «Это означает, что нам нужно больше думать и придумать больше идей о том, как образуются звезды, подобные нашему Солнцу».
Гетман и его коллеги разработали новый двухэтапный подход, который и привел к этому открытию. Во-первых, они использовали данные Чандры о яркости звезд в рентгеновских лучах, чтобы определить их массы. Затем они определили яркость этих звезд в инфракрасном свете с помощью наземных телескопов и данных космического телескопа НАСА Spitzer.
Объединив эту информацию с теоретическими моделями, был оценен возраст звезд в двух скоплениях.Результаты противоречили прогнозам базовой модели. Возраст звезд в центре NGC 2024 составляет около 200 000 лет, а возраст звезд на окраинах — около 1,5 миллиона лет. В туманности Ориона возраст звезд колеблется от 1,2 миллиона лет в середине скопления до почти 2 миллионов лет на краях.
«Ключевым выводом нашего исследования является то, что мы можем отвергнуть базовую модель, в которой кластеры формируются изнутри», — сказал соавтор Эрик Фейгельсон, также из Пенсильванского университета. «Поэтому нам нужно рассмотреть более сложные модели, которые сейчас появляются в результате исследований звездообразования».Пояснения к новым открытиям можно сгруппировать в три общих понятия. Во-первых, звездообразование продолжает происходить во внутренних областях, потому что газ во внутренних областях звездообразующего облака более плотный — содержит больше материала, из которого можно строить звезды, — чем более диффузные внешние области.
Со временем, если плотность упадет ниже порога, при котором она больше не сможет коллапсировать с образованием звезд, звездообразование прекратится во внешних областях, тогда как звезды будут продолжать формироваться во внутренних областях, что приведет к концентрации там более молодых звезд.Другая идея состоит в том, что у старых звезд было больше времени, чтобы дрейфовать от центра скопления или быть выброшенными наружу из-за взаимодействия с другими звездами. Последнее предположение состоит в том, что наблюдения можно объяснить, если молодые звезды образуются в массивных газовых волокнах, которые падают к центру скопления.
Предыдущие исследования скопления туманности Ориона выявили намеки на обратный возрастной разброс, но эти более ранние усилия были основаны на ограниченных или предвзятых выборках звезд. Это последнее исследование является первым свидетельством таких возрастных различий в туманности Пламя.«Следующие шаги будут заключаться в том, чтобы увидеть, найдем ли мы такой же возрастной диапазон в других молодых кластерах», — сказал аспирант штата Пенсильвания Майкл Кун, который также работал над исследованием.
Эти результаты будут опубликованы в двух отдельных статьях в Astrophysical Journal и доступны в Интернете. Они являются частью проекта MYStIX (Комплексное исследование массивного образования молодых звезд в инфракрасном и рентгеновском диапазонах), возглавляемого астрономами Пенсильванского университета.Центр космических полетов НАСА им.
Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, руководит программой Chandra для Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне. Смитсоновская астрофизическая обсерватория в Кембридже, штат Массачусетс, контролирует научные исследования и полеты Чандры.
Лаборатория реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния, руководит миссией космического телескопа Спитцер для Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне. Научные операции проводятся в Научном центре Спитцера в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Операции с космическими кораблями базируются в компании Lockheed Martin Space Systems, Литтлтон, штат Колорадо.
Данные хранятся в Научном архиве инфракрасного излучения, расположенном в Центре обработки и анализа инфракрасных данных в Калифорнийском технологическом институте.Дополнительное интерактивное изображение, подкаст и видео о находке можно найти на сайте: http://chandra.si.eduДля изображений Chandra, мультимедиа и сопутствующих материалов посетите: http://www.nasa.gov/chandraДля получения дополнительной информации о миссии НАСА Spitzer посетите: http://www.nasa.gov/spitzer и http://spitzer.caltech.edu
Калифорнийский технологический институт в Пасадене руководит Лабораторией реактивного движения для НАСА.