Молодые звёзды рождаются не в пустом межзвёздном пространстве, а в самых холодных и плотных участках гигантских молекулярных облаков. Эти облака состоят главным образом из молекулярного водорода, примеси гелия и пыли. Пыль поглощает видимый свет, поэтому звёздные «родильные дома» часто выглядят как тёмные провалы на фоне Млечного Пути. В инфракрасном и радиодиапазоне внутри них обнаруживаются нити, уплотнения и протозвёзды.
Как облако превращается в звезду
Газ в облаке не падает к центру целиком. Турбулентность, магнитные поля и внутреннее давление сопротивляются гравитации. Если отдельное уплотнение становится достаточно массивным и плотным, собственное притяжение берёт верх. Оно сжимается, разогревается и образует протозвезду. Вокруг остаётся вращающийся диск: из него вещество продолжает падать на молодую звезду, а часть материала позже может стать планетами.
Аккреция не идёт спокойно. Молодой объект выбрасывает узкие струи газа, которые пробивают окружающее облако. Эти джеты уносят угловой момент и позволяют остальному веществу приближаться к звезде. Когда температура и давление в ядре становятся достаточными для устойчивого превращения водорода в гелий, звезда выходит на главную последовательность.
Почему звёзды обычно появляются группами
Одно молекулярное облако дробится на множество сгущений, поэтому звёзды чаще рождаются скоплениями. Орионова туманность — близкий и хорошо изученный пример области активного звездообразования. В ней рядом находятся плотные газовые структуры, протозвёзды, диски и уже зажёгшиеся молодые звёзды.
Массивные звёзды быстро меняют среду. Их ультрафиолетовое излучение и звёздный ветер разрушают часть родительского облака. Ударная волна сверхновой тоже способна сжать соседний газ, но фраза «сверхновые создают новые звёзды» слишком прямолинейна: волна может как запустить коллапс плотного участка, так и рассеять облако.
Как астрономы видят скрытый процесс
Видимый свет плохо проходит через пыль, поэтому разные стадии изучают разными инструментами. Радиотелескопы картируют холодный молекулярный газ, инфракрасные обсерватории видят нагретую пыль и протозвёзды, а рентгеновские наблюдения помогают находить магнитно активные молодые светила. Телескоп «Джеймс Уэбб» показывает мелкую структуру пылевых облаков, но один красивый снимок не даёт возраста объекта: его оценивают по спектру, температуре, светимости, движению газа и свойствам диска.
Обзор жизненного цикла звёзд и ключевых вопросов звездообразования опубликован на странице NASA Webb: Star Lifecycle. Он подчёркивает и важное ограничение: детали распада облаков и причина того, что большинство звёзд появляется группами, всё ещё исследуются.