Исследование процессов формирования звезд и планет является одним из ведущих направлений современной астрофизики. Наблюдения очагов звездообразования в окрестности Солнца с помощью наземных и космических телескопов, дополненные высокоэффективным численным моделированием на современных суперкомпьютерах, способствовали качественному скачку в понимании процессов звездо- и планетообразования. Тем не менее, существует класс молодых протозвезд, названных фуорами в честь первого обнаруженного объекта FU в созвездии Ориона, чье поведение, по словам экспертов, трудно вписывается в классические теории.
Фуоры отличаются спонтанными и непредсказуемыми вспышками светимости длительностью в десятки и даже сотни лет, в течение которых количество излученной энергии может увеличиваться в сотни раз.

«Случись такая вспышка на Солнце сейчас, это несомненно привело бы к катастрофическим последствиям для всего живого на Земле. Однако на ранних стадиях формирования звезд, вспышки фуоров могут иметь фундаментальное значение для химического синтеза и формирования первичных блоков протопланет в окружающем звезду протопланетном диске», – рассказал старший научный сотрудник НИИ физики ЮФУ Вардан Элбакян.

Как отмечают ученые ЮФУ, некоторые данные в первичных метеоритах могут указывать на существование подобных вспышек светимости на ранних стадиях формирования Протосолнца.

Справочно: Солнце сформировалось около 4,6 миллиардов лет назад в результате гравитационного сжатия газопылевого облака. Первичную форму Солнца ученые называют Протосолнцем (от греческого protos-первый). В течение первых нескольких миллионов лет эволюции Протосолнце было окружено газопылевым диском, в котором в конечном счете сформировались планеты Солнечной системы.

Лаборатория астрофизики и компьютерного моделирования НИИ физики ЮФУ под руководством ведущего научного сотрудника Эдуарда Воробьева находится на переднем плане исследований природы фуоров, ежегодно публикуя несколько статей по данной тематике в ведущих мировых журналах. В недавней работе, опубликованной в европейском журнале первого квартиля Astronomy & Astrophysics, сотрудники лаборатории исследовали фундаментальную проблему в теории фуоров, а именно возможность определения механизмов вспышек светимости по структурным и кинематическим особенностям в протопланетных дисках, окружающих данные объекты.

Развитие вспышки

«Согласно современным представлениям, вспышки фуоров вызваны падением большого количества вещества (соизмеримого по массе с Юпитером!) из протопланетного диска на протозвезду. Физические механизмы, приводящие к такому сбросу вещества, доподлинно не известны, но наиболее вероятными кандидатами являются магниторотационная неустойчивость (неустойчивость проводящей жидкости или газа, вращающегося в магнитном поле), миграция и падение протопланет на звезду, а также гравитационные возмущения, вызванные близким пролетом другой звезды», – отметил ведущий научный сотрудник НИИ физики ЮФУ Эдуард Воробьев.

В работе ученых ЮФУ были численно смоделированы все три наиболее вероятных механизма вспышки и показано, что структура и кинематика протопланетных дисков для каждого механизма вспышки имеют свои особенности, которые могут быть обнаружены при наблюдениях с высоким угловым разрешением.

Миграция и падение на звезду газового сгустка указан стрелкой в модели вспышек фуоров, вызванных гравитационной неустойчивости диска

Ученые лаборатории сотрудничают с коллегами из Тайваня, Японии, Австрии и Германии, участвуют в международных проектах, нацеленных на дальнейшее исследование природы звездо- и планетообразования, внося таким образом существенный вклад в понимание процессов, приводящих к формированию жизни во Вселенной.

Почитать подробнее об исследованиях ученых ЮФУ в области изучения космоса можно в специальном дайджесте Центра общественных коммуникаций ЮФУ по ссылке.