2.1 Индуцированное звездообразование и происхождение молекулярных облаков

В ряде работ [21,23,24,45,34] приводятся как наблюдательные, так и теоретические обоснования того, что эволюция оболочек нейтрального водорода тесно связана с одной из центральных проблем астрофизики -- проблемой звездообразования.

Оболочки являются элементом крупномасштабной структуры межзвездной среды, как и сверхоблака нейтрального водорода -- наибольшие гравитационно-связанные образования межзвездной среды. В последнее время интенсивно изучаются звездные комплексы -- огромные области пространства, охваченные звездообразованием [82]. Все эти объекты -- оболочки, сверхоблака и комплексы -- имеют близкие размеры (около 1 кпc) и массы (- ). Это позволяет сделать предположение о их генетической связи [93].

Кроме того, для образования самых больших оболочек (с размерами больше 1 кпс) энергии родительской ОВ-ассоциации явно не достаточно [93]. Однако это несоответствие можно устранить, если допустить образование внутри оболочки звезд второго поколения.

Из наблюдений следует, что звезды образуются преимущественно в гигантских молекулярных облаках (ГМО), имеющих массы - . Для запуска процесса звездообразования необходимо, чтобы на такое облако подействовал какой-нибудь внешний фактор. Таким фактором может быть ударная волна от расширяющейся оболочки [25].

С другой стороны, как показали Тенорио-Таглэ и Палоуш [64], оболочки сами могут формировать молекулярные облака значительной массы (более ). Однако этот результат был получен в двумерной модели, не учитывающей -компоненту гравитационного поля Галактики и стратифицированное распределение межзвездного газа, и поэтому является достаточно грубым.

Элмегрин [24] выделил три типа индуцированного звездообразования (т.е. звездообразования, вызванного каким-либо внешним фактором) по отношению размеров сжимаемой и сжимающей областей:

1. Когда размеры сжимаемой области существенно меньше размеров сжимающей (пример -- прохождение ударной волны через глобулы или небольшие диффузные облака).

2. При сравнимых размерах этих областей (взаимодействие молодой оболочки с ГМО).

3. Когда размеры сжимаемой области больше размеров сжимающей (развитие гравитационной неустойчивости в старой оболочке, которое может привести к образованию нового поколения ГМО).

На образование ГМО и, как следствие, -- звезд второго поколения в результате гравитационной (джинсовской) неустойчивости в расширяющейся оболочке указывают также Тенорио-Таглэ и Палоуш [64], Маккрэй и Кафатос [45].

Ряд наблюдений указывают на возможную генетическую связь расширяющихся оболочек и очагов звездообразования. Маккрэй и Кафатос [45] и Элмегрин [24] показали, что вдоль границ сверхоболочек (т.е. оболочек с размерами более 1 кпс) Большого и Малого Магеллановых Облаков наблюдаются более мелкие оболочки, молодые ОВ-ассоциации и остатки вспышек сверхновых. Все это -- свидетельства активных процессов звездообразования. Элмегрин [23] составил каталог таких областей. Допита и др. [21] обнаружили, что две из девяти известных сверхоболочек в БМО, а именно -- LMC2 и LMC4, обладают четко выраженным радиальным градиентом возрастов находящихся внутри них звезд, причем самые молодые звезды находятся на внутреннем крае сверхоболочек, а самые старые (около 15 млн. лет) -- вблизи центра. Для LМС4 этот феномен можно объяснить наличием волны звездообразования, распространяющейся с постоянной скоростью 36 км/с в течении 15 млн. лет от центра области к периферии.

Элмегрин [24] в качестве примера приводит ближние окраины Солнца -- так называемое кольцо Линдблада. В центре кольца находятся Cas-Tau ОВ-ассоциация, на его краях -- ассоциации Ориона, Персея и Sco-Cen. В это кольцо также входит такое образование, как Great Rift. Все объекты, составляющие кольцо, удаляются от его центра с различными скоростями. Бочкарев показал [81], что всю эту картину ближайших солнечных окрестностей можно объяснить наличием расширяющейся оболочки в межзвездном газе как продукта эволюции Cas-Tau OB-ассоциации, причем Солнце находится внутри образовавшейся каверны. Тогда можно предположить, что ассоциации Ориона, Персея и Sco-Sen являются представителями звезд второго поколения.

Накапливаются свидетельства (как наблюдательные, так и теоретические) в пользу того, что процессы индуцированного звездообразования, связанные с расширяющимися сверхоболочками, играют важную роль в эволюции спиральных галактик, и определяющую роль -- в эволюции неправильных галактик. Одним из принципиальных вопросов, возникающих при рассмотрении моделей индуцированного звездообразования, является вопрос о возможности образования гигантских молекулярных облаков в процессе эволюции сверхоболочек. Решению этой проблемы и посвящена данная глава.