Цифровой журнал «Компьютерра» № 184

О том, как в галактиках перемешаны разрушение и созидание Дмитрий Вибе

Опубликовано 04 августа 2013

В предпредыдущей колонке я мельком упомянул стимулированное звездообразование, точнее, рождение новых поколений звёзд, стимулированное тем или иным воздействием предшествующих поколений. Понятно, что такой механизм не может объяснить существование всех звёзд в галактике: какие-то из них должны были появиться без посторонней помощи. Но в целом кажется вполне логичным предположить, что предыдущие поколения звёзд каким-то образом прямо или косвенно влияют на рождение следующих.

Правда, судя по всему, внутри конкретной области звездообразования (ОЗО) обратная связь оказывается в основном отрицательной: звёзды, родившиеся в молекулярном облаке первыми, не столько стимулируют, сколько подавляют звездообразование в его оставшейся массе. Именно поэтому мы до сих пор наблюдаем процесс рождения звёзд. Если бы он не был саморегулируемым (читай, самоподавляемым), весь газ в Галактике давным-давно был бы полностью израсходован.

Однако на небе никогда и ничего не бывает однозначным. Взять, к примеру, одно из самых разрушительных событий в звёздном мире — вспышку сверхновой. Понятие «ударная волна» вызывает деструктивные ассоциации, и космос не исключение: при взаимодействии межзвёздного облака (потенциального места рождения звёзды или звёзд) с сильной ударной волной от взрыва сверхновой облако просто размётывает в стороны, что доказано множеством численных моделей. Но это справедливо только для близких окрестностей вспышки. Если столкновение с волной произошло «на излёте», она может не разрушить облако, а только несколько сжать его, тем самым индуцировав образование звёзд.

Скорее всего, вероятность именно такого развития событий не столь велика, чтобы вносить значительный вклад в общее галактическое звездообразование. Логично ожидать, что поодиночке случаются больше вспышки сверхновых типа Ia, происходящие (как предполагается) в двойных системах. От момента рождения системы-предшественника до взрыва проходит значительное время, измеряемое сотнями миллионов лет, за которое звезда успевает уйти далеко от родительского молекулярного облака. Поскольку объём диска Галактики заполнен в основном горячим разреженным газом, вспышка сверхновой типа Ia с большой вероятностью происходит далеко от какого бы то ни было плотного вещества, в котором она могла бы стимулировать рождение звёзд.

Иное дело — вспышки типа Ib+II, происходящие (как предполагается) в результате коллапса массивных звёзд. Такие светила живут недолго, и потому вспышка, как правило, происходит, когда звезда ещё не покинула родительское облако или по крайней мере не ушла далеко от него. Но массивные звёзды рождаются коллективами — и умирают тоже не поодиночке. Поэтому через несколько миллионов лет после начала данного эпизода звездообразования в ограниченной области пространства Галактики за относительно короткий промежуток времени происходит не один, а множество взрывов, с соответственно увеличенной разрушительной силой. Вероятно, именно эти массовые взрывы и являются одним из основных факторов остановки звездообразования в данной ОЗО.

Но и они не являются однозначно деструктивными! В этом случае возможен несколько иной механизм стимулирования. Давно известно, что в межзвёздном газе нашей Галактики и других галактик в изобилии присутствуют «сверхоболочки», или «сверхпузыри», хорошо видные на картах излучения атомарного водорода. Это гигантские пустоты поперечником в сотни парсеков, окружённые газовыми оболочками разной степени сохранности. Их в Галактике настолько много, что даже само Солнце находится сейчас внутри такой каверны — Местного Пузыря — поперечником в сотни парсеков.

Поскольку у многих оболочек удаётся измерить массу и скорость расширения, становится очевидной их гигантская энергия, превосходящая энергию одиночной вспышки сверхновой в сотни, а в исключительных случаях — и в тысячи раз. Самое простое и естественное объяснение природы оболочек — массовые взрывы сверхновых в звёздных скоплениях и ассоциациях. Расширяясь, оболочка, как бульдозер, сгребает межзвёздный газ, постепенно утяжеляется, замедляется и, наконец, начинает разваливаться на отдельные фрагменты — молекулярные облака, в которых будут формироваться новые звёзды. В этом случае стимулирование звездообразования получается как бы двухэтапным: прежнее поколение звёзд разрушает собственное молекулярное облако, но индуцирует образование новых молекулярных облаков, то есть новых ОЗО.