Co dzieje się w pobliżu młodej protogwiazdy
Jakie siły działają w ukrytych centrach obłoków, które tworzą masywne gwiazdy? Nowe obrazy pokazują rolę, jaką odgrywa grawitacja i wirujące pole magnetyczne.
Wizja artystyczna dysku gazowego i powłoki otaczającej masywną protogwiazdę.
Źródło: National Astronomical Observatory of Japan
Aby stworzyć masywną gwiazdę
Gwiazdy o wysokich masach do 120 mas Słońca są kluczowym czynnikiem ewolucji galaktyk: pompują energię w swoje otoczenie i wzbogacają galaktyki w ciężkie pierwiastki, które nie mogą być wytworzone gdzie indziej. Jednak masywne gwiazdy są owiane tajemnicą – w rzeczywistości wciąż w pełni nie rozumiemy, jak te potwory się rodzą.
Co wiemy? Miejscem narodzin masywnych gwiazd są obłoki molekularne, które zapadając się pod wpływem własnej grawitacji, rozpadają się na kępy. Gorące rdzenie tworzą się w centrach tych kęp w miarę dalszego zapadania się. Wokół tych jąder molekularnych tworzą się dyski akrecyjne dostarczające materię z zapadającego się obłoku do przyszłej gwiazdy i pomagające jej urosnąć do punktu, w którym może dojść do zapłonu fuzji jądrowej.
Obserwacje sugerują, że w skalach ~2000 do ~20 000 jednostek astronomicznych (j.a.) pola magnetyczne odgrywają ważną rolę w kierowaniu materii do wewnątrz, aby pomóc wzrastać nowej gwieździe. Obserwacje stają się jednak trudniejsze do przeprowadzenia w mniejszych skalach – dlatego wciąż nie wiemy, co dzieje się w najbardziej wewnętrznych obszarach ~1000 j.a., na styku jądra molekularnego i dysku akrecyjnego. Czy pola magnetyczne zapewniają użyteczne wsparcie w tak małych skalach? Czy też dominuje grawitacja, ostatecznie zgniatając wszystko do środka?
Zaglądając w pył
W nowych badaniach przeprowadzonych przez Patricio Sanhueza (National Astronomical Observatory of Japan; SOKENDAI, Japonia), zespół naukowców zajął się tymi pytaniami. Wykorzystując niesamowitą zdolność rozdzielczą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), Sanhuez i jego współpracownicy zbadali gaz i pył w skali ~1000 j.a. wokół gorącego jądra molekularnego osadzonego w wysokomasywnym regionie gwiazdotwórczym IRAS 18089–1732.
Obserwacje ALMA o wysokiej rozdzielczości ukazują spiralne cechy zarówno w rozkładzie pyłu, jak i gazu w tym najbardziej wewnętrznym regionie – tworząc pozorny wir materii opadającej do wewnątrz na młodą gwiazdę. Wykorzystując pomiary polaryzacji pyłu, autorzy modelują pole magnetyczne, aby potwierdzić, że linie pola zostały przeciągnięte wraz z gazem, tworząc konfigurację zawierającą składnik toroidalny owijający się równikowo wokół protogwiazdy.
Grawitacja jest królem
Co to wszystko mówi nam o procesach fizycznych zachodzących w obszarze 1000 j.a. wokół nowo formującej się młodej gwiazdy? Analizując bilans energetyczny układu, zespół Sanhueza pokazuje, że grawitacja przeważa nad innymi procesami zachodzącymi w tym regionie - w tym turbulencją, rotacją i polem magnetycznym, które odgrywają mniej więcej równe role, próbując uchronić IRAS 18089–1732 przed zapadnięciem się.
Chociaż pola magnetyczne wywierają istotny wpływ w większych skalach, w tym najbardziej wewnętrznym regionie, gdzie króluje grawitacja, schodzą na dalszy plan. Tak więc w gorących, spowitych centrach zapadających się obłoków molekularnych, nawet wiry magnetyczne w końcu poddają się zgniataniu grawitacyjnemu i pomagają w formowaniu się młodych gwiazd.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
