В отличие от маломассивных звезд, формирующихся путем гравитационного коллапса компактных и изолированных облаков, рождение массивных светил — процесс куда более сложный. Хотя они образуются в динамичной и турбулентной среде, ученые до сих пор не могли с уверенностью сказать, каким образом вещество попадает в аккреционный диск, питающий звезду. Изучение таких объектов (их масса, как правило, превышает восемь солнечных) важно для понимания структуры и эволюции галактик: излучение, звездные ветры и вспышки сверхновых значительно изменяют межзвездную среду.
Международная группа астрофизиков под руководством Май Сяофэна (Xiaofeng Mai) из Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук обнаружила в сердце IRAS 18134-1942, расположенного на расстоянии около 4000 световых лет от Земли, целый комплекс структур — от гигантских газовых рукавов до крошечного аккреционного диска, — работающих как единая система.
Результаты исследования, опубликованного в журнале Science Advances, показали, что материя движется по четко организованной системе: три мощных спиральных «рукава» длиной около 20 000 астрономических единиц (0,32 светового года) подают газ в центральный «бар» («перемычка») протяженностью примерно 7500 астрономических единиц (0,118 светового года). Последний играет роль своеобразного транспортного узла, где вещество собирается и перенаправляется к более компактным образованиям.
Из бара газ течет по узким потокам, подводящим вещество к небольшому «псевдодиску», внутри которого формируется настоящий протозвездный диск — главный «двигатель» системы, выбрасывающий струи вещества из полюсов звезды. Внутренний диск при этом оказался наклонен относительно внешнего более чем на 60 градусов, а их вращение было несогласованным: направление скоростей противоположны. Это означает, что газ попадает в центр неравномерными порциями, вызывая «покачивание» и смещение оси вращения. Ранее такой эффект наблюдали лишь у светил солнечного типа.
Астрофизики также зафиксировали вспышки метанольных мазеров — своеобразных космических радиомаяков. Интенсивность одного из сигналов выросла в 10 раз всего за несколько месяцев, что указывает на внезапные всплески аккреции, когда протозвезда резко поглощает новые порции вещества.
Поскольку поток газа, поступающий по спиралям и бару, достигает примерно 10⁻⁴ массы Солнца в год, а через диск к звезде попадает на два порядка меньше, авторы научной работы заключили, что промежуточные структуры представляют собой «фильтр» или «регулятор», определяя скорость роста звезды. Эта особенность может объяснить, почему массивные светила формируются не мгновенно, а в течение сотен тысяч лет.
Примечательно, что визуально система напоминает уменьшенную копию спиральной галактики с баром и активным ядром, в центре которой вместо сверхмассивной черной дыры расположилась молодая звезда массой приблизительно 8-16 солнечных. Открытие не только помогает понять тайны рождения гигантских светил, но и указывает на поразительное сходство процессов, наблюдающихся в разных космических масштабах.