ALMA obserwuje narodziny masywnej gwiazdy

Masywna protogwiazda otoczona przez dysk gazu i pyłu. Wypływ emitowany jest z powierzchni zewnętrznej krawędzi dysku. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Gwiazdy powstają z gazu i pyłu unoszącego się w przestrzeni międzygwiezdnej. Jednak jak dotąd astronomowie wciąż do końca nie rozumieją w jaki sposób powstają masywne gwiazdy, które czasami obserwują w przestrzeni kosmicznej. Jednym z problemów jest rotacja gazu. Obłok macierzysty rotuje powoli w początkowych stadiach procesu, z czasem rotacja przyspiesza wraz z kurczeniem się rozmiarów obłoku pod wpływem własnej grawitacji. Gwiazdy powstałe w takim procesie powinny charakteryzować się wysokim tempem rotacji, a tak nie jest. Gwiazdy obserwowane we Wszechświecie rotują znacznie wolniej.

Gdzie zatem podziewa się ten moment pędu? Jeden z możliwych scenariuszy obejmuje emisję gazu z młodych gwiazd. Jeżeli wypływający z gwiazdy gaz rotuje, to może on usuwać moment pędu z systemu. Astronomowie próbowali wykryć rotację wypływów, aby przetestować ten scenariusz i zrozumieć mechanizm go inicjujący. W kilku przypadkach udało się dostrzec oznaki rotacji, jednak niezwykle trudne okazało się wyraźne jego rozdzielenie, szczególnie w pobliżu masywnych gwiezdnych noworodków.

Zespół astronomów kierowany przez Tomoya Hirota, profesora w National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) oraz SOKENDAI obserwował masywną nowonarodzoną gwiazdę Orion KL Source I w słynnej Mgławicy w Orionie, oddaloną od nas o 1400 lat świetlnych. Mgławica w Orionie to najbliższy nam obszar formowania masywnych gwiazd. Dzięki bliskości i zaawansowanym możliwościom obserwacyjnym ALMA, zespół mógł odkryć prawdziwą naturę wypływu z Źródła I.

Wyraźnie udało nam się zaobserwować rotację wypływu –  mówi Hirota, główny autor artykułu naukowego opublikowanego w periodyku Nature Astronomy. Dodatkowo, uzyskane wyniki dają nam cenne wskazówki co do mechanizmu, który powoduje rozpoczęcie emisji wypływu.

Masywna protogwiazda znajduje się w centrum i jest otoczona przez dysk gazowy (czerwony). Dwubiegunowy wypływ gazu emitowany jest z protogwiazdy (niebieski). Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hirota et al.

Nowe zdjęcia z ALMA przepięknie ilustrują rotację wypływu. Wypływ rotuję w tę samą stronę co dysk gazowy otaczający gwiazdę. To silnie wspiera teorię mówiącą, że wypływ odgrywa istotną rolę w usuwaniu energii rotacji z układu.

Co więcej, ALMA wyraźnie wskazuje, że wypływ emitowany jest nie tyle z otoczenia nowo narodzonej gwiazdy, lecz z zewnętrznej krawędzi dysku. Taka morfologia zgadza się dobrze z modelem wiatru dysku magnetoodśrodkowego. W tym modelu, gaz znajdujący się w rotującym dysku przemieszcza się na zewnątrz na skutek działania siły odśrodkowej, a następnie przemieszcza się w górę wzdłuż linii pola magnetycznego prowadząc do powstania wypływów. Choć wcześniejsze obserwacje prowadzone za pomocą ALMA odkrywały już dowody wspierające tę teorię wokół mało masywnej protogwiazdy, jak dotąd było niewiele przekonujących dowodów na ten sam proces w pobliżu masywnych protogwiazd, ponieważ większość regionów formowania masywnych gwiazd znajduje się znacznie dalej od nas i jest trudna w obserwacji.

Kolory przedstawiają ruch gazu; czerwień przedstawia gaz poruszający się „od nas”, a błękit gaz poruszający się w naszym kierunku. Dysk przedstawiono kolorem zielonym. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hirota et al.

Źródło: National Institutes of Natural Sciences

Komentarze

comments