Израильские астрофизики построили тепловую карту межзвездных газовых облаков

Ученые из Хайфского Техниона с коллегами построили первую трехмерную карту температур межзвездной среды в радиусе трех тысяч световых лет от Солнца и описали структуру газовых облаков.

Межзвездный газ служит главным строительным материалом для новых звезд и планет. Классическая теория утверждает, что он находится преимущественно в двух стабильных состояниях: либо в виде холодных плотных облаков с температурой около 200 Кельвинов, либо в форме теплого разреженного газа с температурой порядка 7000 Кельвинов. Промежуточное нестабильное состояние считалось редким и неустойчивым.

С помощью трехмерного моделирования ученые объединили данные о межзвездных облаках и ультрафиолетовом излучении массивных звезд. Полученная карта показала, что холодные облака "обернуты" оболочками из нестабильного газа и плавают в теплой среде. На границе облака газ уже не может эффективно охлаждаться, но еще не нагрелся под действием излучения. Здесь образуется переходная зона. Работа размещена на сервере arxiv.org.

Исследователи установили неожиданный факт: вблизи галактической плоскости на нестабильную фазу приходится около 41% массы газа, тогда как на холодную – 27%, а на теплую – 32%. Это говорит о постоянном турбулентном перемешивании среды и круговороте вещества между устойчивыми состояниями за 3-6 миллионов лет.

Как отмечают авторы работы, нестабильный газ выступает в роли "пространственного перехода от плотных холодных облаков к турбулентному теплому окружению".

Ученые показали, что внутри холодного облака плотность газа остается постоянной, а турбулентность – низкой, несмотря на бурные процессы вокруг. Это меняет представления о формировании звезд: холодный газ следует рассматривать не как изолированную систему, а как часть динамичной среды.