Астронет: С. Б. Попов/ГАИШ Объекты Хербига-Аро http://www.variable-stars.ru/db/msg/1171351

Объекты Хербига-Аро
23.08.2000 14:57 | С. Б. Попов/ГАИШ, Москва

Одной из центральных проблем современной астрофизики является проблема образования звезд. Целая армия теоретиков и экспериментаторов занята изучением процессов формирования звезд и планет. В областях интенсивного звездообразования наблюдаются объекты самых разных типов. Среди них особенно интересны объекты Хербига - Аро.

Объекты Хербига - Аро представляют собой эмиссионные туманности неправильной формы. Они были открыты в 1950 г. Г.Аро и Г.Хербигом во время обзора ближайшего очага звездообразования в созвездии Ориона. Этот обзор проводился в линии водорода , которая всегда является одной из самых сильных линий в спектре объектов Хербига - Аро. Наряду с ней также наблюдаются линии кислорода [OI], серы [SII], азота [NI], железа [FeII] и других химических элементов и молекул.

Долгое время шли споры о том, является ли свет, приходящий к нам от объектов Хербига - Аро, отраженным светом близких к туманности звезд или же туманность сама порождает это излучение. Сейчас этот вопрос решен. Большая часть излучения образуется в самой туманности, в возникающих в ней ударных волнах, сопровождающих процесс звездообразования. Образование звезды - бурный процесс. В мощных ударный волнах вещество разогревается до значительных температур. И лишь небольшая часть излучения от объектов Хербига - Аро представляет собой отраженный свет звезд.

Спектры объектов Хербига - Аро непохожи на спектры областей НII, вещество которых ионизованно светом соседних молодых звезд ранних спектральных классов О-В. В ударных волнах, о происхождении которых мы поговорим позже, электронная температура составляет около 10⁴ K, а электронная концентраци - около 10⁴г/cm³. Эти условия заметно отличаются от условий в областях HII.

Объекты Хербига - Аро излучают и в оптике, и в ультрафиолете, и в инфракрасном диапазоне, и в дальнем инфракрасном диапазоне, и в радио.

Оптическое излучение заметно переменно. Переменность излучения и вида спектра во всех диапазонах в объектах Хербига - Аро связывают с нестационарной ударной волной, с различными неустойчивостями ее фронта.

Иногда оптическое излучение сильно (примерно на 20%) поляризованно, что естественно связать с воздействием магнитного поля облака (магнитные поля наблюдаются в ряде молекулярных облаков).

Объекты Хербига - Аро являются заметными источниками в инфракрасной области. Светимость в далеком инфракрасном диапазоне может достигать сотен светимостей солнца, а обычно составляет около 25 светимостей солнца.

В спектрах также можно увидеть линии поглощения воды (льда) и кремния. Вблизи объектов Хербига - Аро обнаружены водяные мазеры.

В ультрафиолетовой области объекты Хербига - Аро излучают как в линиях, например углерода [CII, CIII, CIV, азота NIII], так и в континууме, т.е. в непрерывном спектре.

Поговорим теперь о морфологии и динамических свойствах объектов Хербига - Аро. Они самым тесным образом связаны с биполярными, т.е. направленными в две противоположные стороны, потоками вещества от молодых звезд: звездными струями и молекулярными потоками (см. статью "Звездные струи" в журнале "Земля и Вселенная" N2, 1994 г.). Само существование объектов Хербига - Аро по-видимому обязано струям.

Часто объекты Хербига - Аро являются самыми заметными элементами струи, т.н. узлами. Они могут располагаться вдоль всей струи, а также почти всегда струя оканчивается ярким узлом, который формируется на т.н. "рабочей поверхности" струи. В этом месте она наиболее сильно взаимодействует с веществом окружающей среды. Здесь образуется наиболее мощная ударная волна.

Объекты Хербига - Аро обладают заметными собственными движениями. Измеренные скорости доходят до 200 км/сек. Движение близких друг к другу объектов обычно сонаправленно, т.е. наблюдается картина разлета в двух противоположных направлениях от центрального источника, которым является молодой звездный объект.

Расстояния от центральной звезды обычно составляет около одного светового года и меньше.

Единого взгляда на образование объектов Хербига-Аро пока не существует. Имеется большое количество различных теорий, пытающихся объяснить образование этих объектов как элемент процесса звездообразования.

Первая из этих теорий - теория "звездных пуль". Здесь основными частями механизма образования структуры являются давление излучения и звездный ветер. В результате неустойчивости Рэлея- Тейлора образуются куски вещества, которые затем выметаются ветром наружу. Эта модель сталкивается с рядом трудностей. В частности, в ее рамках трудно объяснить переменность объектов Хербига-Аро.

Вторая модель связана с образованием и взаимодействием ударных волн.

Третья модель использует сверхзвуковой звездный ветер и его взаимодействие с окружающей средой.

В рамках четвертой модели звездный ветер вначале фокусируется, а затем образуются объекты Хербига-Аро.

В пятой модели для объяснения образования объектов Хербига-Аро привлекается диск вокруг молодой звезды, порождающий потоки вещества. Здесь существенным моментом является неодноролное распределение плотности. Образуется сопло Лаваля.

Шестая модель основывается на свойстве эруптивности центральной звезды. Такими свойствами обладают молодые звезды типа FU Ori (фуоры).

Как видно моделей много. Большинство из них просчитывалось на крупных компьютерах, благодаря чему теория происхождения звезд смогла продвинуться далеко вперед. Но главной проверкой являются наблюдения и в ближайшее время, когда в строй войдут новые крупные наземные и орбитальные инструменты, работающие в инфракрасном и миллиметровом диапазонах, можно будет сделать решающий выбор.

Для более детального чтения можно порекомендовать книгу С. Ламзина и В. Сурдина "Протозвезды" и книгу В. Сурдина "Рождение звезд".

А.А.Панферов, С.Б.Попов
(Переработанная версия статьи опубликованной в журнале "Земля и Вселенная")