Большинство светил с массой, подобной Солнцу, формируются в системах вместе с другими звездами. Таким образом, понимание формирования систем с несколькими звездами важно для общей теории звездообразования. Однако из-за сложности процесса и отсутствия данных с высоким разрешением и высокой чувствительностью,  астрономы не уверены в том, что понимают сценарий формирования этих небесных тел. В частности, недавние наблюдения за протозвездами часто сообщали о структурах газовых потоков, стремящихся к объекту интереса ученых, но было неясно, как они образуются.

Международная группа под руководством Чон-Юн Ли, профессора Сеульского национального университета, использовала Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA) для наблюдения за тройной протозвездной системой IRAS 04239+2436, расположенной в 460 световых годах от нас в созвездии Тельца. Команда обнаружила, что выбросы молекул монооксида серы (SO) образуют три спиральных рукава вокруг трех протозвезд, формирующихся в системе. 

Сравнение с моделированием, проведенным Томоаки Мацумото, профессором Университета Хосей, с использованием суперкомпьютеров ATERUI и ATERUI II в Центре вычислительной астрофизики Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ), показывает, что три спиральных рукава по сути питают материалом три протозвезды. Сочетание наблюдений и моделирования впервые показало, как создаются эти загадочные структуры и как они способствуют росту протозвезд в центре системы.

До сих пор предлагалось два сценария формирования множественных звезд. Первый — это "сценарий турбулентной фрагментации", в котором газовое облако распадается на конденсаты, каждый из которых превращается в протозвезду. Второй — "сценарий фрагментации диска". При нем газовый диск, окружающий фрагмент протозвезды, образует новую, что приводит к появлению множества звезд. 

Наблюдавшуюся в рамках этого исследования тройную протозвезду можно объяснить гибридом этих двух вариантов. Процесс начинается с турбулентного газового облака, как в первом сценарии, затем в диске образуются зародыши новых протозвезд. После этого турбулентность окружающего газа заставляет спиральные рукава расширяться. 

Результаты наблюдений очень похожи на составленные учеными модели. Это указывает на то, что наблюдаемые тройные протозвезды являются первыми подтвержденными объектами, демонстрирующими формирование множества звезд по гибридному сценарию. 

"Это первый случай, когда происхождение протозвезд и газовых потоков было одновременно и всесторонне выяснено, — говорит Мацумото. — Мощная синергия между наблюдениями ALMA и передовыми моделями раскрывает скрытые тайны звездообразования".

Ли предполагает, что это исследование также проливает свет на сложность формирования планет в системах с несколькими звездами. "Планеты рождаются в газовых и пылевых дисках, которые формируются вокруг протозвезд, — говорит Ли. —  В случае этой системы протозвезды расположены в пределах небольшой области, а диски вокруг них малы. В итоге одни протозвезды проходя по орбите, срывают диски с других. Планеты же формируются в спокойной среде в течение длительного периода. Поэтому маловероятно, что IRAS 04239+2436 является благоприятной средой для формирования планет".

По мнению Мацумото, это исследование окажет влияние на наше понимание множественного звездообразования. По его словам, фактическое наблюдение за формированием многозвездной системы с помощью гибридного сценария внесет значительный вклад в разрешение споров по поводу сценариев этого процесса. 

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.