HH 1165: wyjątkowo długi dżet wyemitowany przez brązowego karła

Dżet HH1165 wyemitowany przez brązowego karła na zewnętrznych krawędziach gromady sigma Ori. Zauważony jako ślad emisji jednokrotnie zjonizowanej siarki (zielony) dżet rozciąga się na 0,7 roku świetlnego. Źródło: National Optical Observatory

Astronomowie pracujący przy teleskopie SOAR w Obserwatorium Cerro Tololo poinformowali o odkryciu spektakularnego dżetu wyemitowanego przez młodego brązowego karła. Brązowe karły charakteryzujące się masą niewystarczającą do rozpoczęcia fuzji wodoru w swoich wnętrzach pod względem masy plasują się między gwiazdami i planetarnymi olbrzymami. Choć młode gwiazdy bardzo często emitują dżety rozciągające się nawet na ponad 1 rok świetlny, to jest to dopiero pierwszy dżet takiej długości wyemitowany przez brązowego karła. Wyniki obserwacji poszerzają naszą wiedzę o procesach formowania obiektów o masach mniejszych niż gwiazdy.

Z uwagi na swoją niewielką jasność brązowe karły są dużo trudniejsze do zauważenia i do badania niż gwiazdy. Choć dzięki temu uważane są za obiekty egzotyczne, to w rzeczywistości brązowych karłów w Galaktyce jest znacznie więcej niż gwiazd podobnych do Słońca.

Artykuł opisujący odkrycie został zaakceptowany do publikacji w periodyku Astrophysical Journal. 

Powyższe zdjęcie przedstawia dżet HH 1165 wyemitowany przez brązowego karła Mayrit 1701117 na zewnętrznych peryferiach gromady sigma Ori, której wiek szacuje się na 3 miliony lat. Wyśledzony przez emisję jednokrotnie zjonizowanej siarki rozciąga się na odległość 0,7 roku świetlnego (ok. 0,2 parseka) na północny zachód od brązowego karła. Zagęszczenia emisji wzdłuż dżetu wskazują, że tempo utraty masy zmieniało się w czasie, co może być wynikiem okresowej akrecji materii na brązowego karła. Czerwona mgławica w południowo-wschodnim kierunku od brązowego karła to mgławica refleksyjna.

Choć już wcześniej obserwowano wypływy pochodzące z młodych brązowych karłów, to zazwyczaj były to mikrodżety dziesięciokrotnie krótsze od HH 1165. Nasze obserwacje wskazują, że brązowe karły są w stanie wyemitować dżety dorównujące skalą tym wyemitowanym przez młode gwiazdy – mówi Basmah Riaz, który kierował zespołem badawczym.

Teleskop SOAR w Cerro Pachón w Chile. Zdjęcie: Cesar Briceno, Źródło: CTIO-SOAR

Zdjęcie wykonane za pomocą teleskopu SOAR wymagało kilkugodzinnego czasu integracji. Zaskakująco długi dżet widzieliśmy już po pierwszych 30 minutach integracji. To był prawdziwy moment ‚Wow!’ –  mówi Cesar Briceno, jeden z współautorów artykułu.

Od jakiegoś czasu astronomowie podejrzewali, że brązowe karły formują się podobnie do gwiazd. Tak jak gwiazdy często na samym początku otoczone są dyskami i zwiększają swoją masę poprzez akrecję materii z jąder obłoków molekularnych. Najnowsze odkrycie idzie o krok dalej wskazując, że – podobnie jak gwiazdy – brązowe karły emitują silne dżety.

Dżet HH 1165 wykazuje wiele cech dżetów emitowanych przez gwiazdy: węzły emisji, fale uderzeniowe przy końcach dżetu – dodaje Emma Whelan.

Choć utrata masy (w formie dżetu) jako element wzrostu i nabierania masy może wydawać się sprzeczne z intuicją, to można to połączenie wytłumaczyć nadmiarem momentu pędu.  Kiedy wirujący łyżwiarz przyciąga do siebie rozłożone ramiona, zaczyna wirować znacznie szybciej właśnie w wyniku działania zasady zachowania momentu pędu. Podobnie, gdy duże, wolno rotujące jądra obłoku molekularnego ulegają kolapsowi, ich tempo rotacji wzrasta do poziomu, w którym nie są w stanie ścisnąć się wystarczająco, aby uzyskać znacznie mniejsze rozmiary gwiazdy.

W rzeczy samej jądra obłoków molekularnych mają dużo więcej momentu pędu, niż może posiadać gwiazda czy brązowy karzeł. Dlatego też taki system musi wytracić trochę momentu pędu, aby obiekt mógł dalej zwiększać swoją masę. Usuwając moment pędu z układu dżety pomagają rozwiązać problem nadwyżki momentu pędu dotykający młode gwiazdy i brązowe karły.

Aby przetestować tę hipotezę, zespół badawczy poszukuje teraz kolejnych wydłużonych dżetów wyemitowanych przez brązowe karły.

Źródło: NOAO

Artykuł naukowy: https://arxiv.org/abs/1705.01170