Звёздные объекты класса 0 (ноль) — не самые частые герои астрономических новостей. Это — протозвёзды, структуры, возникшие в результате сжатия молекулярного облака водорода, которые в будущем вполне могут трансформироваться в полноценные звёзды. Это — самый первый этап звёздной эволюции.

Подобные объекты, хоть и сильно интересуют астрономов, регистрируются не очень часто. Тут ничего странного: максимальная температура протозвёзд в этом состоянии составляет 70 кельвинов (холоднейший коричневый карлик — настоящая духовка по сравнению с ними), а следовательно, они практически не дают о себе знать. Таких объектов во Вселенной немало, однако из-за слабого излучения их находят с большим трудом.

Особенно проблематичным их поиск делает газопылевая оболочка, в которую закутана будущая звезда. К тому же, этот покров "закутывает" звезду почти со всех сторон, ведь он имеет почти сферическую конфигурацию.

Инфракрасный снимок "звёздного детского сада" под названием NGC 1333 — региона, где происходит звёздообразование. Одной из будущих звёзд из этого питомника и посвящён наш материал. К слову, дело происходит на расстоянии в тысячу световых лет в созвездии Персея (фото NASA/JPL-Caltech/R. A. Gutermuth/Harvard-Smithsonian CfA). В более высоком разрешении (21002705) без вставок и подписей этот снимок доступен тут.

Но внутри этого "кокона" уже идут некоторые процессы, в частности, может начаться формирование протопланетного диска. Это происходит, например, в системе объекта класса 0 под наименованием NGC 1333-IRAS 4B, за изучение которого взялся Дэн Уотсон (Dan M. Watson), профессор физики и астрономии из университета Рочестера (University of Rochester).

Уотсона и его коллег заинтересовало то, что эта система, если верить некоторым предыдущим исследованиям, нагрета внутри неравномерно, и он решил исследовать её с помощью инфракрасного телескопа Spitzer.

Вверху — изображение спектра, полученное телескопом Spitzer в результате наблюдений. Внизу — полученное в результате моделирования процессов в NGC 1333-IRAS 4B и основанное на предположении, что в системе есть вода. Сопоставив эти графики, учёные смогли выяснить ряд подробностей о том, что происходит вокруг протозвезды. В частности узнать о падении воды на диск, о том, что при этом она разогревается очень быстро, а также о том, что процесс её движения к диску происходит со сверхзвуковой скоростью (иллюстрация NASA/JPL-Caltech/D. Watson/Univ. of Rochester).

Оценив объём этой воды, исследователи снова удивились: оказалось, что её масса более чем в пять раз превышает массу земного океана! И это в то время, когда из-за нехватки влаги мы все того и гляди превратимся в вегетарианцев!

Тщательная обработка данных позволила узнать некоторые особенности строения диска. Вычисления показали, что его радиус несколько больше расстояния от Земли до Плутона. Его температура составляет около 170 кельвинов, то есть минус сто с лишним градусов по Цельсию — холодновато!

А что же там происходит с водой? Команда Уотсона смоделировала её поведение — результаты получились грандиозными.

Примерно так выглядит модель изученной протопланетной системы вокруг протозвезды. Максимальный разогрев воды происходит в области её столкновения с диском (иллюстрация Dan M. Watson et al., NASA/JPL-Caltech/T. Pyle/SSC).

По мере их "выделения" из оболочки ледяные частицы испытывают трение из-за прохождения через газопылевую смесь и, естественно, нагреваются. Чем ближе к диску, тем мощнее сила притяжения, а значит, и быстрее движется вода.

В итоге получается, что по пути вода довольно быстро тает и, разогреваясь всё сильнее, переходит в газообразное состояние. Во время этого процесса, разумеется, усиливается излучение в инфракрасном диапазоне, которое Spitzer и засёк. Вся эта картина очень похожа на дождь, причём из обычной воды, а не из какого-нибудь метана, но в масштабах не планеты, а целой планетарной системы.

Добавим, что некоторой причудливости этой модели добавляет то, что этот дождь состоит не из привычных капель, а из горячего водяного пара, падающего на диск. Интересно, что газ этот