Astronomowie po raz pierwszy uchwycili szczegółowe obrazy dżetów i wypływów gazu z młodej gwiazdy oddalonej o prawie 26 000 lat świetlnych od Słońca, co pokazuje, że procesy formowania gwiazd mogą zachodzić również na obrzeżach Drogi Mlecznej. Obserwacje zostały przeprowadzone przy użyciu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile, sieci 66 anten radioteleskopów o wysokiej precyzji, która umożliwia badanie bardzo odległych i słabych obiektów kosmicznych.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Obserwowany protogwiazda, oznaczona Sh 2-283-1a SMM1, znajduje się około 51 000 lat świetlnych od centrum galaktyki. Wokół młodej gwiazdy naukowcy zauważyli wąskie, wysoko prędkościowe dżety gazu wyrzucane w przeciwnych kierunkach, otoczone szerszymi, wolniejszymi wypływami. Analiza ruchu gazu wykazała, że dżety nie są ciągłe – pojawiają się w epizodycznych wyrzutach co 900 do 4 000 lat. Takie okresowe wyrzuty pomagają regulować wzrost gwiazdy, umożliwiając jej pobieranie materii z dysku akrecyjnego przy jednoczesnym pozbywaniu się nadmiaru masy i momentu pędu. Choć epizodyczne dżety obserwowano wcześniej w pobliskich regionach formowania gwiazd, jest to pierwszy przypadek ich bezpośredniej obserwacji w protogwiazdach tak odległych od centrum galaktyki.
Chemiczny skład Sh 2-283-1a SMM1 również wyróżnia się spośród znanych systemów. Pomiar stosunku tlenku krzemu (SiO) do tlenku węgla (CO) wykazał niższe wartości niż w gwiazdach położonych bliżej centrum Drogi Mlecznej. Wynika z tego, że procesy chemiczne wywołane wstrząsami lub właściwości pyłu różnią się w zewnętrznych obszarach galaktyki, gdzie brakuje cięższych pierwiastków. Mimo tych chemicznych różnic, fizyczne mechanizmy formowania gwiazd pozostają uniwersalne.
Sama protogwiazda jest wyjątkowo jasna – jej jasność szacowana jest na około 6 700 razy większą niż Słońca, co klasyfikuje ją jako gwiazdę średnio- lub wysokomasową. Obserwacje wykazały także obecność tzw. gorącego jądra – ciepłego, chemicznie bogatego regionu blisko gwiazdy, co jest rzadkością w zewnętrznych rejonach Drogi Mlecznej. Jest to zaledwie druga obserwacja gorącego jądra w tym regionie, co czyni Sh 2-283-1a SMM1 szczególnie cennym obiektem do badań. ALMA wykryła również ślady złożonych cząsteczek organicznych, które mogą stanowić chemiczne podstawy dla powstania planet. Ponadto obserwatorium zidentyfikowało molekularne wypływy z czterech innych protogwiazd w tym samym rejonie, potwierdzając, że formowanie gwiazd jest powszechne nawet w odległych i ubogich chemicznie obszarach galaktyki.
Odkrycie to potwierdza, że fizyka powstawania gwiazd jest taka sama w całej galaktyce, niezależnie od dostępności ciężkich pierwiastków, ale lokalne warunki chemiczne kształtują materiały dostępne dla powstających gwiazd i układów planetarnych. Badania takich protogwiazd nie tylko pozwalają lepiej zrozumieć procesy zachodzące w Drodze Mlecznej, lecz także dostarczają wskazówek, jak mogły powstawać najstarsze generacje gwiazd we wczesnym Wszechświecie.
Dzięki ALMA możliwe stało się rozszerzenie obserwacji dobrze zdefiniowanych dżetów i wypływów gazu na odległości sięgające 51 000 lat świetlnych, wcześniej ograniczone do zaledwie kilku tysięcy lat świetlnych. Zespół planuje teraz badać kolejne protogwiazdy w zewnętrznych rejonach galaktyki, aby sprawdzić, jak cykliczne wyrzuty materii i lokalna chemia zmieniają się wraz z zawartością metali w tych obszarach.