Більшість процесів у Всесвіті досі залишаються загадкою, навіть такі, здавалося б, добре відомі явища, як народження зірок. Зірки з’являються у щільних скупченнях холодного газу та пилу, які з часом стискаються під власною гравітацією. Коли маса хмари перевищує критичний поріг, вона колапсує, і у її серці формується нова зірка, яку називають протозірка.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
У процесі цього формування зірка починає притягувати до себе речовину з навколишнього середовища. Газ і пил поступово обертаються навколо неї, створюючи вихрову структуру, відому як акреційний диск. З часом ця речовина ущільнюється й падає на молоду зірку, збільшуючи її масу.
Однак надмірно швидке обертання диска створює іншу проблему: матерія не може просто «впасти» на поверхню зорі. Астрономи припускають, що частину цієї речовини молоді зірки відкидають назовні у вигляді потужних потоків газу – протозіркових струменів. Такі викиди можуть слугувати своєрідним «вентилем», який дозволяє зірці позбутися надлишкової енергії обертання та продовжувати зростати.
Проблема полягає в тому, що ці струмені виникають у безпосередній близькості до зірки, і спостерігати їх напряму надзвичайно складно, навіть найпотужніші телескопи довгий час не могли «зазирнути» настільки глибоко. Через це залишалося незрозумілим, як саме запускаються ці струмені та звідки вони беруть початок.
Раніше вчені висували гіпотезу, що ключову роль у цьому процесі може відігравати магнітне поле, але доказів бракувало. І ось тепер, завдяки спільним спостереженням двох найпотужніших обсерваторій, Атакамського великого міліметрового/субміліметрового масиву (ALMA) в Чилі та космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), астрономам вдалося отримати перші реальні свідчення цього процесу.
У статті, опублікованій 13 серпня в журналі Scientific Reports, дослідники описали результати спостережень об’єкта HH 211, розташованого приблизно за тисячу світлових років від Землі в сузір’ї Персея. Це яскрава туманність типу Гербіга-Аро, область, де новонароджені зорі створюють потужні викиди речовини. Вік цієї протозіркової системи становить близько 35 000 років, а її центральна зірка має лише 0,06 маси Сонця, справжнє дитя у космічному масштабі.
HH 211 вирізняється яскравими двосторонніми потоками плазми, які рухаються у протилежних напрямках. Це рідкісний випадок, коли вдалося виявити чітку структуру магнітного поля, що дозволило астрономам детальніше дослідити, як саме магнітні сили спричиняють формування струменів.
Спостереження ALMA показали, що ці потоки рухаються зі швидкістю близько 107 км/с, але водночас мають невелике обертання: свідчення того, що вони забирають із системи надлишковий кутовий момент. Аналіз даних дозволив визначити, що джерело струменя розташоване всього за 0,02 астрономічних одиниці, або приблизно 3 млн км від зірки, безпосередньо на внутрішньому краї акреційного диска.
Такі результати чудово узгоджуються з моделлю, згідно з якою магнітне поле діє як своєрідна космічна рогатка, виштовхуючи газ назовні з колосальною силою.
Комбінація даних ALMA і JWST дозволила створити унікальне зображення, яке об’єднує видимі та субміліметрові діапазони. На ньому яскравий двосторонній струмінь, зафіксований JWST, проходить крізь хмару пилу, тоді як ALMA виявила невидиму досі центральну зону, де струмінь зароджується. У збільшеному фрагменті цього зображення чітко видно вузький канал газу, який виходить просто з акреційного диска.
Це перше пряме спостереження місця запуску протозіркового струменя. Отримані дані остаточно підтвердили, що саме такі струмені відіграють вирішальну роль у народженні нових зірок: вони виносять надлишкову енергію обертання з акреційного диска, полегшуючи падіння матерії на зірку.
Таким чином, завдяки співпраці ALMA і JWST наука зробила ще один крок до розуміння того, як із холодного космічного пилу та газу народжуються світила, що згодом можуть стати центрами нових планетних систем.
Читайте також:
- Телескоп NASA поставив під сумнів уявлення про найвіддаленішу зірку у Всесвіті
- Астрономи виявили унікальну планету, що не обертається навколо жодної зірки