ALMA rozróżnia dwa niezależne strumienie gazu pochodzące od pojedynczej gwiazdy
Astronomowie ujawnili enigmatyczne pochodzenie dwóch różnych strumieni gazu od jednej gwiazdy niemowlęcej. Korzystając z ALMA odkryli, że powolny wypływ i szybki strumień z protogwiazdy mają niedostosowane osie i że pierwszy został wyrzucony wcześniej, niż drugi. Początki tych dwóch przepływów były tajemnicą, ale te obserwacje dostarczają sygnałów, że strumienie wystartowały z różnych części dysku wokół protogwiazdy.
Gwiazdy we Wszechświecie mają szeroki zakres mas, od setek Słońc do mniej niż 1/10 masy Słońca. Aby zrozumieć pochodzenie tej różnorodności, astronomowie badają proces formowania się gwiazd, czyli zbiór kosmicznego gazu i pyłu.
Dziecięce gwiazdy zbierają gaz swoim przyciąganiem grawitacyjnym, jednak część materii jest wyrzucana przez protogwiazdy. Ta wyrzucona materia tworzy gwiezdny płacz narodzin, który dostarcza wskazówek do zrozumienia procesu gromadzenia masy.
Yuko Matsushita, absolwentka Kyushu University i jej zespół wykorzystali ALMA do obserwacji szczegółowej struktury krzyku narodzin od gwiezdnego dziecka MMS5/OMC-3 i odkrył dwa różne przepływy gazu: wolny wypływ i szybki dżet. Znanych jest kilka przykładów z dwoma przepływami widzianymi na falach radiowych, ale MMS5/OMC-3 jest wyjątkowa.
„Mierząc dopplerowskie przesunięcie fal radiowych możemy oszacować prędkość i czas trwania przepływów gazu. Odkryliśmy, że strumień i odpływ wystartowały odpowiednio 500 i 1300 lat temu. Te strumienie gazu są dość młode” – powiedziała Matsushita.
Co ciekawsze, zespół odkrył, że osie obu przepływów są niewyrównane o 17o. Oś przepływów może być zmienna w dłuższych okresach ze względu na precesję gwiazdy centralnej. Ale w tym przypadku, biorąc pod uwagę skrajną młodość strumieni gazu, naukowcy doszli do wniosku, że niewspółosiowość nie wynika z precesji, ale jest związana z procesem wystrzeliwania.
Istnieją dwa konkurencyjne modele mechanizmu powstawania wypływów i dżetów protogwiazdowych. Niektórzy badacze zakładają, że dwa strumienie powstają niezależnie w różnych częściach gazowego dysku wokół centralnej młodej gwiazdy, podczas gdy inni proponują, że rozmieszczony strumień jest formowany jako pierwszy, następnie porywa otaczającą materię, tworząc wolniejszy wypływ. Pomimo obszernych badań astronomowie nie doszli jeszcze do rozstrzygającej odpowiedzi.
Niewspółosiowość w dwóch przepływach może wystąpić w „modelu niezależnym”, ale jest trudna w „modelu porywania”. Ponadto zespół odkrył, że odpływ został wyrzucony znacznie wcześniej niż dżet. To wyraźnie popiera „model niezależny”.
„Obserwacja dobrze pasuje do moich wyników” – mówi Masahiro Machida, profesor Uniwersytetu Kyushu. Dziesięć lat temu wykonał pionierskie badania symulacyjne za pomocą superkomputera obsługiwanego przez National Astronomical Observatory of Japan. W symulacji wypływ szerokokątny jest wyrzucany z zewnętrznego obszaru gazowego dysku wokół protogwiazdy, podczas gdy skolimowany strumień jest wyrzucany niezależnie z wewnętrznego obszaru dysku. Machida kontynuuje: „Obserwowana niewspółosiowość między dwoma strumieniami gazu może wskazywać, że dysk wokół protogwiazdy jest wypaczony.”
„Wysoka czułość i rozdzielczość kątowa ALMA pozwolą nam znaleźć coraz więcej młodych, energetycznych układów odpływowo-strumieniowych, takich jak MMS5/OMC-3. Dostarczą wskazówek, jak rozumieć mechanizmy napędowe odpływów i dżetów. Ponadto badanie takich obiektów powie nam również, w jaki sposób procesy wzrostu masy i wyrzutu działają na najwcześniejszym etapie powstawania gwiazd” – powiedziała Satoko Takahashi, astronom z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego w Japonii oraz współautorka artykułu.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
