Как рождаются звёзды?

[Дмитрий Вибе] Рождение звёзд и планетных систем — ключевой элемент «экологии» нашей Вселенной, важнейший этап в процессе космического круговорота вещества. С одной стороны, звездообразование (по нашим современным представлениям) является непременным предшественником появления жизни и разума. С другой — этот процесс постепенно трансформирует водород и гелий, возникшие в результате Большого взрыва, в инертные остатки, которые навсегда или, по крайней мере, очень надолго исключены из активной жизни Вселенной. Звездообразование вторгается и в другие области астрономии. Например, чтобы оценить возможность детектирования различных источников гравитационных волн, необходимо знать, с какой частотой рождаются во Вселенной их звёздные предшественники.

[ДВ] Последние открытия в области звездообразования связаны с вводом в строй интерферометра субмиллиметрового диапазона ALMA. Этот инструмент, в частности, впервые позволил в деталях исследовать структуру и молекулярный состав протопланетных дисков, в том числе, рассмотреть кольца и другие структуры в этих объектах. Возможно, эти структуры указывают на процессы рождения планет.

[ДВ] На мой взгляд, развитие наших познаний о рождении звёзд и планет в первую очередь связано с совершенствованием телескопов. Вообще, мне кажется, что астрономией движут наблюдения. Мы делаем всё новые и всё более мощные инструменты, смотрим в небо, видим там что-то интересное и только потом начинаем искать всему этому теоретическое объяснение.

[ДВ] Наблюдения областей звездообразования и отдельных рождающихся звёзд, а также их численное моделирование сосредотачивают в себе все мыслимые астрономические трудности. Приходится наблюдать и очень большие объекты — молекулярные облака, и очень маленькие — протозвёзды. В первом случае возникает проблема наблюдательного времени, во втором — углового разрешения, так как даже ближайшие к нам протозвёздные объекты находятся на пределе разрешения современных инструментов.

[ДВ] Очень трудно построить и численную модель, которая была бы способна с одинаковым качеством работать на масштабах и в десятки парсеков, и в несколько астрономических единиц. В процессе рождения звезды большую часть времени исходное вещество остаётся холодным, а значит, его излучение приходится на дальний инфракрасный и субмиллиметровый диапазоны. В таких диапазонах очень сложно наблюдать с поверхности Земли. Разглядеть в деталях формирующуюся звезду мешает и окружающая её пылевая оболочка. Основной компонент вещества, из которого состоят формирующиеся звёзды, — молекулярный водород. Природа славно пошутила над нами, сделав его практически ненаблюдаемым. Поэтому о процессах звездообразования нам приходится судить по изучению других молекул, живущих своей жизнью, и к объяснению своих наблюдений нужно привлекать не только физику, но и химию.

[ДВ] К сожалению, при обилии издаваемых у нас книг по астрономии, конкретно по физике межзвёздной среды и проблемам звездообразования у нас уже давно ничего не издавалось. На более популярном уровне об этой теме говорится в классической книге Владимира Сурдина «Рождение звёзд», но она выходила в последний раз, кажется в 2001 году. Сложные научные аспекты физики межзвёздной среды рассматриваются в книге Николая Бочкарёва «Основы физики межзвёздной среды», но она тоже написана уже давно, хотя и переиздана в 2010 году. Так что, наверное, стоит скорее порекомендовать какую-нибудь общую книгу по астрономии: «Вселенная» Сергея Попова, «Космос: от Солнечной системы вглубь Вселенной» Михаила Марова.

[ДВ] Есть ли жизнь на спутнике Сатурна — Энцеладе?