Szczypta soli odkryta wokół młodej gwiazdy

Najnowsze obserwacje prowadzone za pomocą Obserwatorium ALMA wskazują na obecność zwykłej soli kuchennej w niezwykłym miejscu: 1500 lat świetlnych od Ziemi w dysku otaczającym masywną, młodą gwiazdę. Choć sole odkrywano już w atmosferach starych, umierających gwiazd, to pierwszy przypadek odkrycia soli wokół młodej gwiazdy w jednym z gwiezdnych żłobków. Wykrycie “posolonego” dysku może pomóc astronomom w badaniach chemii procesów gwiazdotwórczych oraz identyfikowaniu innych, podobnych protogwiazd skrytych w gęstych kokonach pyłowo-gazowych.

Zespół astronomów i chemików korzystający z obserwatorium ALMA odkrył chemiczny ślad NaCl i innych podobnych mu związków w pyłowym dysku otaczającym Orion Source I, masywną, młodą gwiazdę w pyłowym obłoku znajdującym się za Mgławicą Oriona.

“To zdumiewające, że w ogóle udało nam się dostrzec te związki” mówi Adam Ginsburg z National Radio Astronomy Observatory (NRAO) w Socorro w Nowym Meksyku i główny autor artykułu zaakceptowanego do publikacji w periodyku Astrophysical Journal. “Skoro dotychczas widzieliśmy te związki tylko w zewnętrznych warstwach umierających gwiazd, nie wiemy jak na razie co oznacza to nowe odkrycie. Natura detekcji jednak wskazuje, że otoczenie tej gwiazdy jest bardzo nietypowe”.

Aby wykryć te związki w przestrzeni kosmicznej, astronomowie wykorzystują radioteleskopy do poszukiwania chemicznych śladów – charakterystycznych linii w widmie promieniowania radiowego i milimetrowego. Atomy i cząsteczki emitują te sygnały na kilka różnych sposobów, w zależności od temperatury swojego otoczenia.

Nowe obserwacje ALMA zawierają bogatą paletę śladów widmowych tej samej cząsteczki. Aby stworzyć takie silne i zróżnicowane ślady widmowe, różnice temperatur w miejscach, w których one się znajdują, muszą być ekstremalne, od 100 K do 4000 K (od -175 C do 3700 stopni Celsjusza). Dogłębne badania tych śladów mogą nam wiele powiedzieć o tym jak gwiazda ogrzewa dysk, co z kolei może nam powiedzieć coś o jasności samej gwiazdy.

“Gdy patrzymy na dane zarejestrowane przez ALMA, widzimy 60 różnych przejść – unikalnych śladów – cząsteczek takich jak chlorek sodu i chlorek potasu. To jednocześnie szokujące i ekscytujące odkrycie” mówi Brett McGuire, chemik z NRAO w Charlottesville w stanie Wirginia i współautor opracowania.

Badacze przypuszczają, że te sole pochodzą z ziaren pyłu, które zderzają się ze sobą i wyrzucają swoją zawartość tworząc otaczający gwiazdę dysk. Obserwacje potwierdzają, że słone obszary znajdują się w tym samym miejscu co dysk okołogwiezdny.

“Zazwyczaj gdy badamy w ten sposób protogwiazdy, sygnały z dysku i wypływy z gwiazdy mieszają się ze sobą, przez co trudno jest jedne odróżnić od drugich” mówi Ginsburg. “Skoro teraz możemy wyizolować sam dysk, możemy dowiedzieć się więcej o jego ruchu i masie. Możemy się take dowiedzieć więcej o samej gwieździe”.

Wykrycie soli wokół młodej gwiazdy jest także interesujące dla astronomów i astrochemików, ponieważ niektóre atomy tworzące sole są metalami – sód i potas. To wskazuje, że w tym otoczeniu mogą być także inne związki zawierające metale. Jeżeli tak, możliwe, że uda się wykorzystać podobne obserwacje do mierzenia ilości metali w obszarach gwiazdotwórczych. “Tego typu badania jak dotąd nie były dla nas dostępne. Wolne związki z metalami są zazwyczaj niewidoczne dla radioastronomów” zauważa McGuire.

Słone sygnatury odkryto około 30 do 60 jednostek astronomicznych (AU) od gwiazdy macierzystej. W oparciu o ich obserwacje, astronomowie wnioskują, że może tam być tryliard (jeden z 21 zerami) kilogramów soli w tym rejonie, czyli mniej więcej tyle co masa całej wody w oceanach na Ziemi.

Źródło: NRAO

Artykuł naukowy: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aafb71