Wykryto obfitą ilość soli wokół młodej gwiazdy
Nowe obserwacje ALMA pokazują, że istnieje sól kuchenna w niecodziennym miejscu: 1500 lat świetlnych od Ziemi w dysku otaczającym młodą gwiazdę. Chociaż sole znaleziono w atmosferach starych, umierających gwiazd, po raz pierwszy zaobserwowano je przy młodych gwiazdach, w gwiezdnych żłobkach. Wykrycie tego skropionego solą dysku może pomóc astronomom w badaniu chemii powstawania gwiazd, a także w identyfikowaniu innych, podobnych protogwiazd ukrytych w gęstych kokonach pyłu i gazu.
Zespół astronomów i chemików korzystający z ALMA wykrył chemiczne odciski palców chlorku sodu (NaCl) i innych podobnych związków solnych pochodzących z dysku pyłowego otaczającego Orion Source I, młodą gwiazdę w obłoku pyłowym znajdującym się za Mgławicą Oriona.
„To niesamowite, że w ogóle widzimy te molekuły. Od kiedy tylko zobaczyliśmy te związki w zrzucanych zewnętrznych warstwach umierających gwiazd, nie wiedzieliśmy dokładnie, co oznacza nasze nowe odkrycie. Natura odkrycia pokazuje jednak, że otoczenie tej gwiazdy jest bardzo nietypowe” – mówi Adam Ginsburg z National Radio Astronomy Observatory (NRAO) w Socorro w stanie Nowy Meksyk, a także główny autor artykułu.
Aby wykryć cząsteczki w kosmosie, astronomowie wykorzystują radioteleskopy do wyszukiwania ich chemicznych sygnatur – charakterystycznych skoków w rozproszonych widmach fal radiowych i milimetrowych. Atomy i cząsteczki emitują te sygnały na kilka sposobów, w zależności od temperatury otoczenia.
Nowe obserwacje ALMA zawierają szereg sygnatur spektralnych tych samych cząsteczek. Aby stworzyć tak silne i zróżnicowane odciski molekularne, różnice temperatur, w których znajdują się cząsteczki, muszą być ekstremalne, sięgające od 100 do 4500 K (od -175 do 3700 st. Celsjusza). Dogłębne badanie tych skoków widmowych może dostarczyć wglądu w to, w jaki sposób gwiazda ogrzewa dysk, co również byłoby przydatną miarą jasności gwiazdy.
„Kiedy patrzymy na informacje dostarczone przez ALMA, widzimy ok. 60 różnych unikalnych odcisków palców cząsteczek, takich jak chlorek sodu i chlorek potasu pochodzących z dysku. To szokujące i ekscytujące” – powiedział Brett McGuire, chemik z NRAO i współautor artykułu.
Naukowcy spekulują, że sole pochodzą z ziaren pyłu, które zderzyły się i rozsypały swoją zawartość na otaczający dysk. Ich obserwacje potwierdzają, że słone regiony oznaczają położenie dysku okołogwiazdowego.
„Zwykle, gdy badamy w ten sposób protogwiazdy, sygnały z dysku i wypływy z gwiazd zostają zmieszane, co utrudnia nam odróżnienie jednego od drugiego. Ponieważ teraz możemy wyizolować tylko dysk, mamy możliwość dowiedzieć się, jak się porusza i jaką ma masę. Może nam także dostarczyć nowych informacji na temat gwiazdy” – powiedział Ginsburg.
Wykrycie soli wokół młodej gwiazdy jest również interesujące dla astronomów i astrochemików, ponieważ niektóre składniki atomów soli – sód i potas – są metalami. Sugeruje to, że w środowisku tym mogą się znajdować inne cząsteczki zawierające metale. Jeżeli tak, może być możliwe zastosowanie podobnych obserwacji do pomiaru ilości metali w regionach gwiazdotwórczych. „Ten rodzaj badań nie jest obecnie dla nas dostępny. Wolno przepływające związki metali są na ogół niewidoczne dla radioastronomii” – zauważa McGuire.
Solne podpisy znaleziono w odległościach około 30 – 60 jednostek astronomicznych od gwiazd gospodarzy. Na podstawie swoich obserwacji astronomowie wywnioskowali, że może to być nawet jeden tryliard (1 z 21 zerami) kilogramów soli w tym regionie, który jest mniej więcej równoważny całej masie ziemskich oceanów.
„Naszym następnym krokiem w tym badaniu jest poszukiwanie soli i cząsteczek metali w innych regionach. Pomoże nam to zrozumieć, czy te chemiczne odciski palców są potężnym narzędziem do badania szerokiego zakresu dysków protoplanetarnych, czy też wykrycie to jest unikalne dla tego źródła. Patrząc w przyszłość, planowana następnej generacji VLA będzie miała odpowiednie połączenie czułości i zasięgu fal do badania tych cząsteczek i być może użyje ich jako znaczników dla dysków tworzących planety” – mówi Ginsburg.
Orion Source I uformował się w Obłoku Molekularnym Oriona, regionie wybuchowych narodzin gwiazd, obserwowanym wcześniej przez ALMA. „Gwiazda ta została wyrzucona z obłoku macierzystego z prędkością ok. 10 km/s około 550 lat temu. Możliwe jest, że stałe ziarenka soli zostały odparowane przez fale uderzeniowe, gdy gwiazda i jej dysk zostały gwałtownie przyspieszone przez bliskie spotkanie lub kolizję z inną gwiazdą. Okaże się, czy na wszystkich dyskach otaczających masywne protogwiazdy jest obecna solna para, czy też opary tego typu są śladami agresywnych zdarzeń, takich jak to obserwowane przez ALMA” – powiedział John Bally, astronom z University of Colorado i współautor artykułu.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
