Pierwszy obserwacyjny dowód emisji promieniowania gamma w młodych gwiazdach podobnych do Słońca
Zespół naukowców przedstawił pierwsze obserwacyjne dowody na to, że pewien typ młodych gwiazd jest w stanie emitować promieniowanie gamma.
Wizja artystyczna gwiazdy typu T Tauri: układ utworzony przez gwiazdę centralną i dysk protoplanetarny. Źródło: INAF-OAPa/S. Orlando
Bardzo energetyczne promieniowanie z kosmosu nie jest łatwo obserwowane z Ziemi. Wykorzystując satelitę Fermi o wysokiej czułości, naukowcy są w stanie rozwiązać ten problem, badając Wszechświat w promieniach gamma, najbardziej energetycznym obszarze widma elektromagnetycznego. Satelita Fermi nieprzerwanie obserwuje niebo od momentu jego uruchomienia w 2008 roku, a na podstawie tych obserwacji ustalono, że około 30% źródeł promieniowania gamma wykrytych na całym nocnym niebie pozostaje niezidentyfikowanych – pochodzenie tych detekcji promieniowania gamma jest nieznane.
Doktorantka Agostina Filócomo i jej zespół naukowców podjęli się badania niektórych z tajemniczych źródeł promieniowania gamma w celu ustalenia ich pochodzenia. Zauważono, że kilka źródeł promieniowania gamma wydaje się pochodzić z obszarów, gdzie tworzą się nowe gwiazdy, jednak zespół nie miał wyjaśnienia dla tego zjawiska i postanowił je dokładniej zbadać. Badanie skupia się na regionie gwiazdotwórczym NGC 2071, który znajduje się w północnej części Obłoku Molekularnego Orion B.
Aby zbadać przyczynę tajemniczych rozbłysków gamma, zespół naukowców postanowił skupić się na obiektach znanych jako gwiazdy typu T Tauri. Gwiazdy T Tauri to gwiazdy o niskiej masie, które znajdują się w fazie formowania. Składają się one z gwiazdy centralnej oraz dysku gazu i pyłu, w którym mogą tworzyć się planety. Gwiazdy T Tauri są znane ze swojej zmienności jasności i zwykle występują w pobliżu obszarów aktywnego formowania się gwiazd.
Zespół zauważył, że trzy niezidentyfikowane źródła promieniowania gamma obserwowane w różnych odstępach czasu pochodzą z części nieba, w której znajduje się młody region gwiazdotwórczy NGC 2071. Wiadomo, że formuje się tam co najmniej 58 gwiazd sklasyfikowanych jako gwiazdy typu T Tauri. W regionie tym nie ma innych obiektów, które mogłyby być źródłem emisji promieniowania gamma.
Możliwym wyjaśnieniem jest to, że sporadyczne promieniowanie gamma jest generowane przez gwiazdy typu T Tauri podczas występowania potężnych rozbłysków, nazywanych „megarozbłyskami”. W tych wybuchach elektromagnetycznych energia magnetyczna zgromadzona w atmosferach gwiazd jest uwolniona. Megarozbłyski mogą rozciągać się na kilka promieni gwiazd i trwać kilka godzin. Warto zauważyć, że chociaż obecnie na Słońcu występuje aktywność rozbłyskowa, nie jest ona porównywalna do megarozbłysków. Megarozbłyski są znacznie potężniejsze, i gdyby miały miejsce na Słońcu, mogłyby być szkodliwe dla życia na Ziemi.
Może to wyjaśnić pochodzenie wielu wcześniej nieznanych źródeł promieniowania gamma. Przez zgłębianie tych procesów fizycznych zachodzących w gwiazdach typu T Tauri możemy również uzyskać informacje na temat wczesnych warunków, które przyczyniły się do powstania Słońca i naszego Układu Słonecznego.
Doktorantka Agostina Filócomo twierdzi: Ten dowód obserwacyjny jest niezbędny do zrozumienia pochodzenia źródeł, które wcześniej pozostawały nieznane przez ponad dekadę, co jest niewątpliwie krokiem naprzód w astronomii. Ma również kluczowe znaczenie dla zrozumienia procesów zachodzących we wczesnych fazach formowania się gwiazd: jeżeli gwiazda typu T Tauri wytwarza promieniowanie gamma, wpłynie to na warunki gazowe dysku protoplanetarnego, a w konsekwencji na ewolucję formowania się planet. Odkrycie tego zjawiska pozwala zrozumieć, w jaki sposób powstało i ewoluowało nie tylko Słońce, ale także nasza rodzima planeta, Ziemia.
Praca została opublikowana 23 sierpnia 2023 roku w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
