Международная группа ученых из Китая, России (УрФУ, СПбГУ), Италии и Тайваня впервые обнаружила прямую связь между изменениями магнитного поля и яркими вспышками в массивных молодых звездах. Это открытие поможет точнее объяснить и предсказывать активность звездных «младенцев» и понять, как формируются самые крупные звезды во Вселенной. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ (проект № 23-12-00258) и государственным контрактом № FEUZ-2025-0003 Министерства науки и высшего образования России, опубликованы в журнале Nature Communications Physics.
«Согласно нашей модели, вспышка — это как короткое замыкание в области между молодой звездой и окружающим ее газопылевым диском. Оно возникает, когда магнитные поля звезды и диска сталкиваются, при этом возникает ток, нагревающий газ до миллионов градусов», — поясняет один из авторов работы, научный сотрудник лаборатории астрохимических исследований УрФУ Сергей Хайбрахманов.
Ученые получили уникальные наблюдательные данные о магнитных полях в различных областях вблизи протозвезды G36, где зарегистрирована вспышка мазерного излучения. Анализ интенсивности магнитного поля позволил высказать гипотезу о магнитном пересоединении как причине вспышек. Кроме сведений об интенсивности магнитного поля как таковой, исследователи получили информацию о переменности этих полей во времени — как раз во время вспышки. Также анализ данных наблюдения радиотелескопов TMRT (Китай), VLA и ALMA (США) за объектом G36.11+0.55 выявил четкую корреляцию между изменением потока излучения мазера CH₃OH после вспышки и изменениями интенсивности магнитного поля в окрестности звезды. Это подтвердило предположения авторов о «магнитной» природе вспышек в исследуемом объекте.
При этом ученые отмечают, что ситуация со звездой G36 — особый случай. Хотя вспышка длилась 90 дней и высвободила энергию ~10³⁹ эрг, ее мощность была ниже, чем у аналогов. Для понимания масштабов происходящего, высвободившаяся энергия эквивалентна миллиону средних солнечных вспышек (типа X1, где каждая = 10³² эрг) и превышает годовое энергопотребление человечества (6 × 10²⁷ эрг в 2023 г.) примерно в 170 млрд раз.
«Это, вероятно, связано с различной физикой вспышек в G36 и других объектах. Более длительные и интенсивные вспышки в настоящее время связываются с так называемым процессом эпизодической аккреции — периодическим падением на поверхность некоторого “сгустка” вещества из окружающего диска. Возможно — протопланеты, которой не удалось выжить в диске. Следуя предсказаниям ряда современных моделей, мы предполагаем, что в G36 тоже имел место эпизод повышенной аккреции, причем при падении на звезду сгусток “передал” ей часть своего магнитного поля. Накопление этой избыточной магнитной энергии вблизи поверхности звезды и привело к ее взрывному выделению в процессе магнитного пересоединения», — отмечает Сергей Хайбрахманов.
Полученные результаты подчеркивают роль магнитных полей как резервуара энергии, доступной для возникновения вспышек излучения вблизи звезд, и поднимают вопрос поиска «рентгеновской подписи» пересоединений.
«Я предполагаю, что — как на Солнце и в окрестностях некоторых черных дыр — магнитное пересоединение в G36 и похожих областях будет приводить к настолько сильному нагреву, что эта область будет излучать рентгеновские лучи. Поиск рентгеновского излучения из окрестностей молодых массивных звезд является новой и перспективной задачей, которая позволит проверить гипотезу о связи вспышек мазерного излучения с магнитным пересоединением вблизи молодых массивных звезд», — анонсирует соавтор исследования.
Массивные звезды (более 8 масс Солнца) рождаются редко, но именно они создают тяжелые элементы и влияют на эволюцию галактик. Изучать их сложно из-за огромных расстояний до них и сильного поглощения излучения в окружающих их газопылевых оболочках. Мазеры — микроволновые «лазеры» на метаноле, гидроксиле, воде и ряде других молекул — ключевой инструмент для исследования скрытых областей звездообразования.
Справка
Теория формирования массивных звезд далека от завершения — в отличие от теории формирования звезд малых масс, которая является значительно более развитой. Как говорят ученые, до сих пор практически отсутствуют данные о магнитных полях молодых массивных звезд и их ближайших окрестностей. При этом из более масштабных исследований Галактики известно, что межзвездная среда в ней пронизана крупномасштабными магнитными полями. С точки зрения науки, это означает, что магнитные поля должны играть ключевую роль в процессах образования звезд. Для проверки этой гипотезы и построения теории формирования массивных звезд и нужны подтверждения существования в их окрестностях магнитных полей.
Информация предоставлена пресс-службой Уральского федерального университета
Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
