Звёзды с массой, превышающей восемь масс Солнца, играют важную роль в процессе эволюции космоса. Их излучение, звёздные ветры и взрывы сверхновых оказывают существенное влияние на межзвёздное пространство, определяя структуру и развитие галактик. В то время как маломассивные звёзды формируются посредством относительно простого гравитационного сжатия, образование массивных звёзд происходит в сложных и масштабных газовых облаках, и до настоящего времени механизм подачи газа к аккреционному диску остаётся не до конца понятным.
Благодаря комплексному использованию телескопов ALMA и VLA, исследователям удалось впервые зафиксировать перемещение газа от расстояния около 2500 астрономических единиц до 40 а.е. от молодой звезды. Наблюдения были проведены в области интенсивного звездообразования IRAS 18134-1942, находящейся на удалении 1,25 килопарсек от Солнца.
Анализ данных показал наличие сложной системы газовых потоков: на больших масштабах несколько спиральных потоков направляют вещество к центру, формируя вытянутую структуру, которая подводит газ к протозвезде. По мере приближения к центру газ формирует вращающуюся, сжимающуюся оболочку, которая в пределах нескольких сотен астрономических единиц превращается в аккреционный диск.
Газ в спиральных и вытянутых структурах движется со скоростью, составляющей приблизительно 0,0001 массы Солнца в год, однако на уровне диска эта скорость падает до 0,000001 массы Солнца в год. Это свидетельствует о том, что оболочка и диск совместно контролируют увеличение массы протозвезды. При этом ось вращения оболочки имеет наклон, направленный в противоположную сторону относительно оси диска – не абсолютное противопоставление, а смещение, которое, вероятно, вызвано турбулентными потоками, переносящими неоднородный угловой момент.
«Как сообщает доктор Май Сяофэн из Шанхайской обсерватории, ведущий автор исследования, полученные данные свидетельствуют о том, что внутреннее строение плотных молекулярных облаков не носит случайный или хаотичный характер, а демонстрирует иерархическую структуру, напоминающую галактики. Это представляет собой существенное эмпирическое подтверждение процесса накопления материи и формирования аккреционных дисков массивными звёздами в условиях сложной среды.
Новое открытие позволяет лучше понять, как происходит перенос газа и как формируются массивные звёзды, причем в масштабах, которые намного больше, чем было известно ранее. Это также указывает на то, что процессы звездообразования имеют иерархическую структуру.