ALMA dostrzega dwa niezależne strumienie gazu z jednej gwiazdy

Astronomowie odkryli enigmatyczne pochodzenie dwóch różnych strumieni gazu pochodzące z młodej gwiazdy. Za pomocą obserwatorium ALMA badacze odkryli, że powolny wypływ i szybki dżet z protogwiazdy mają niezgodne z sobą osie, i że pierwszy z nich został wyemitowany wcześniej niż drugi. Pochodzenie tych dwóch wypływów jest nieznane, ale obserwacje dostarczają oznak na to, że te dwa strumienie mają źródło w różnych fragmentach dysku otaczającego protogwiazdę.

Gwiazdy we Wszechświecie mają szeroką paletę mas, od setek mas Słońca do mniej niż 1/10 masy Słońca. Aby zrozumieć pochodzenie tej różnorodności, astronomowie badają procesy powstawania gwiazd, gromadzenie się gazu i pyłu kosmicznego.

Powstające gwiazdy zbierają gaz ze swojego otoczenia grawitacyjnie niemniej jednak część tej materii wyrzucana jest przez protogwiazdy w przestrzeń kosmiczną. Ta odrzucona materia stanowi oznakę narodzin gwiazdy, która z kolei dostarcza informacji umożliwiających nam zrozumienie procesu gromadzenia masy.

Yuko Matsushita, doktorantka na Kyushu University wraz ze swoim zespołem wykorzystała obserwatorium ALMA do obserwowania szczegółowej struktury sygnału narodzin gwiazdy MMS5/OMC-3 i odkryła dwa różne wypływy gazowe: powolny wypływ oraz szybki dżet. Znamy już kilka przykładów dwóch wypływów obserwowanych w zakresie radiowym, ale MMS5/OMC-3 jest wyjątkowy.

“Mierząc przesunięcie dopplerowskie fal radiowych, możemy oszacować prędkość i czas życia wypływu gazowego” mówi Matsushita, główna autorka opracowania, które pojawiło się na łamach periodyku Astrophysical Journal. “Odkryliśmy, że dżet oraz wypływ wyemitowane zostały odpowiednio 500 i 1300 lat temu. Te strumienie gazowe są dość młode”.

Co ciekawsze, badacze odkryli, że osie tych dwóch wypływów odchylone są od siebie o 17 stopni. Osie wypływów mogą się zmieniać w długich okresach czasu wskutek precesji gwiazdy centralnej. Ale w tym przypadku, zważając na ekstremalnie młody wiek tych strumieni gazu, badacze doszli do wniosku, że odchylenie nie jest spowodowane precesją, ale procesem, który doprowadził do ich wyemitowania.

Istnieją dwa konkurencyjne modele mechanizmu formowania wypływów i dżetów z protogwiazd. Część badaczy zakłada, że oba strumienie powstają niezależnie w różnych częściach dysku gazowego wokół nowo narodzonej gwiazdy, podczas gdy inni twierdzą, że dżet powstaje pierwszy, następnie wzbudza wolniejszy wypływ w otaczającej gwiazdę materii. Pomimo rozległych badań, astronomowie nie są w stanie jeszcze wyeliminować żadnej z tych możliwości.

Odchylenie osi obu wypływów może mieć miejsce w “modelu mówiącym o niezależnym powstaniu”. Co więcej badacze odkryli, że wypływ został wyemitowany znacznie wcześniej niż dżet, co także wspiera ten model.

“Nasze obserwacje zgadzają się z wynikami moich symulacji” mówi Masahiro Machida, profesor na Kyushu University. Dziesięć lat temu Machida przeprowadził pionierskie symulacje za pomocą superkomputera należącego do National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). W jego symulacji, rozwartokątny wypływ emitowany jest z zewnętrznej części gazowego dysku otaczającego protogwiazdę, podczas gdy skolimowany dżet emitowany jest niezależnie z wewnętrznej części dysku. “Obserwowane odchylenie osi tych dwóch strumieni gazu może wskazywać, że dysk wokół protogwiazdy jest zakrzywiony”.

“Wysoka czułość oraz rozdzielczość kątowa ALMA pozwoli nam znajdować kolejne młode, energetyczne układy wypływów i dżetów takich jak MMS 5/OMC-3” mówi Satoko Takahashi, astronom z NAOJ i współautor opracowania. “Pozwolą nam one lepiej zrozumieć mechanizmy napędzające dżety i wypływy. co więcej, badanie takich obiektów powie nam także jak działają procesy akrecji i emisji masy na najwcześniejszym etapie formowania gwiazd”.

Źródło: NAOJ

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.