Najmłodszy dysk akrecyjny w obszarze gwiazdotwórczym

Dżet dysk i wypływy w otoczeniu protogwiazdy HH 211. U góry zdjęcie przedstawiające system dżetów. Na dole zbliżenie na najbardziej wewnętrzny region wokół centralnej protogwiazdy. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al.

Międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez Chin-Fei Lee z Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) dkrył bardzo mały dysk akrecyjny wokół jednej z najmłodszych znanych protogwiazd. Do odkrycia wykorzystano dane z Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA). Wyniki obserwacji silniej niż kiedykolwiek wcześniej ograniczają obecną teorię formowania dysków, przesuwając czas ich powstawania o kilka rzędów wstecz. Co więcej, przy okazji udało się wykryć kompaktowy, rotujący wypływ, który może śledzić wiatr dysku odprowadzający moment pędu, tym samym ułatwiając procesy dyskotwórcze.

“ALMA jest na tyle mocna, że może dostrzec dysk akrecyjny o promieniu nawet zaledwie 15 jednostek astronomicznych (AU)” mówi Chin-Fei Lee z ASIAA. “Zważając na to, że ten dysk jest kilka razy młodszy od wcześniej dostrzeżonych najmłodszych dysków, nasze dane dostarczają silniejszego ograniczenia obecnych teorii formowania dysków przesuwając kilkukrotnie moment początku procesu formowania dysku. Co więcej, wraz z poprzednimi wynikami dotyczącymi starszych dysków, nasze wyniki faworyzują model, w którym promień dysku rośnie liniowo z masą protogwiazdy, a to z kolei wspiera scenariusz >wczesnego startu i powolnego wzrostu< dysków akrecyjnych wokół protogwiazd”.

HH 211 to jedna z najmłodszych protogwiazd w Perseuszu, oddalona od nas o około 770 lat świetlnych. Centralna protogwiazda ma zaledwie około 10 000 lat i masę niższą od 0,05 masy Słońca. Z jej biegunów emitowane są silne dżety, a zatem obiekt ten musi intensywnie akreować materię.

Porównanie rozmiarów dysku HH 211 (po lewej) z dyskiem HH 212 ( po prawej). Dysk wokół HH 211 obrócono tak, aby przedstawić go w tej samej pozycji co HH 212. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al.

Wcześniejsze poszukiwania z rozdzielczością około 50 AU pozwoliły na odkrycie jedynie niewielkich śladów małego dysku pyłowego w pobliżu protogwiazdy. Teraz, dziki rozdzielczości ALMA na poziomie 7 AU (czyli siedem razy wyższej) nie tylko udało się odkryć, ale także przestrzennie rozdzielić dysk na falach submilimetrowych. Mamy tu do czynienia z dyskiem zwróconym do nas krawędzią, zasilającym protogwiazdę, o promieniu ok. 15 AU. Jak na razie dysk jest gruby, co wskazuje na to, że ziarna pyłu emitujące promieniowanie submilimetrowe jeszcze muszą ułożyć się w płaszczyźnie dysku. W przeciwieństwie do wcześniej zbadanego starszego dysku HH 212 (pisaliśmy o nim w ubiegłym roku tutaj: https://www.pulskosmosu.pl/2017/05/16/wyjatkowo-mloda-gwiazda-i-hamburger-pylowy/), który wygląda od strony krawędzi jak duży hamburger, ten młody dysk wydaje się jedynie małą bułką. Wydaje się zatem, że ten młody dysk z czasem zmieni się z małej bułki w dużego hamburgera (sic!).

Źródło: ASIAA