Згідно з гіпотезою Туманності, зірки та їх системи планет утворюються з гігантських хмар пилу та газу. Після зазнання гравітаційного колапсу в центрі (який створює зірку) решта речовини потім утворює аккреційний диск на орбіті навколо нього. З часом ця матерія подається зірці - що дозволяє їй стати більш масивним - а також призводить до створення системи планет.
І до цього тижня гіпотеза туманності була саме такою. Враховуючи відстань та факт, що формування зіркових систем займає мільярди років, бути свідком процесу на різних етапах досить складно. Але завдяки зусиллям команди дослідників з США та Тайваню астрономи відзняли перше чітке зображення молодої зірки, оточеної накопичувальним диском.
Як вони пояснили у своїй роботі - «Перше виявлення екваторіальної смуги темного пилу в протозоряному диску на субміліметровій довжині хвилі», яка нещодавно була опублікована в журналі Наукові досягнення - ці диски важко просторово вирішити через їх малі розміри. Однак, використовуючи великий міліметровий / субміліметровий масив Atacama (ALMA) - який пропонує безпрецедентну роздільну здатність - вони змогли вирішити диск зірки та детально вивчити його.
Протизоряна система називається HH 212, молода система зірок (40 000 років), розташована в сузір'ї Оріона, приблизно за 1300 світлових років від Землі. Ця зіркова система відома своїм потужним біполярним струменем - тобто безперервним потоком іонізованого газу з її полюсів - який, як вважають, спричиняє її більш ефективне виділення речовини. Завдяки своєму віку та положенню щодо Землі ця система протозірок була популярною мішенню для астрономів у минулому.
Фактично, той факт, що він ще перебуває на ранній фазі формування (і той факт, що його можна розглядати на межі), роблять систему зірок ідеальною для вивчення еволюції низькомасових зірок. Однак попередні пошуки мали максимальну роздільну здатність 200 АС, що означало, що астрономи змогли отримати лише натяк на невеликий запилений диск. Цей диск виглядав як сплющений конверт, що спірально спирався на протостар у центрі.
Але з роздільною здатністю ALMA (8 АС, або в 25 разів вище), дослідницька група не тільки змогла виявити диск нарощення, але і змогла просторово вирішити його викиди пилу на субміліметровій довжині хвилі. Як Чін-Фей Лі - науковий співробітник Інституту астрономії та астрофізики Академії Синіки (ASIAA) в Тайвані та головний автор цього документа, - заявив у прес-релізі ALMA:
«Настільки дивовижно бачити таку детальну структуру дуже молодого накопичувального диска. Протягом багатьох років астрономи шукали накопичувальні диски в найбільш ранній фазі утворення зірок, щоб визначити їх структуру, як вони утворюються та як відбувається процес аккреції. Тепер, використовуючи ALMA з повною потужністю роздільної здатності, ми не лише детально виявляємо диск для нарощування, але і вирішуємо його, особливо його вертикальну структуру ».
Вони спостерігали, що диск має радіус приблизно 60 астрономічних одиниць, що трохи більше відстані від Сонця та зовнішнього краю поясу Койпера (50 АС). Вони також зазначили, що диск був скомпрометований силікатними мінералами, залізом та іншими міжзоряними речовинами і складався з видатного екваторіального темного шару, який був просочений між двома яскравішими шарами.
Цей контраст між світлим і темним ділянками був обумовлений порівняно низькими температурами та високою оптичною глибиною поблизу центральної площини диска. Тим часом шари над і під центральною площиною демонстрували більше поглинання як оптичної, так і ближньої інфрачервоної світлових довжин хвиль. Через цей багатошаровий зовнішній вигляд дослідницька група назвала його схожим на "гамбургер".
Ці спостереження є захоплюючою новиною для астрономічної спільноти, і не лише тому, що вони є першими. Крім того, вони також представляють нову можливість вивчити невеликі диски навколо наймолодших протостарів. І з використанням зображень високої роздільної здатності, зроблених, можливо, ALMA та іншими телескопами нового покоління, астрономи зможуть поставити нові і сильніші обмеження в теоріях, що стосуються формування диска.
Як заявив Чжи-Юн Лі з Університету Вірджинії (співавтор дослідження):
"У першій фазі утворення зірки виникають теоретичні труднощі при виготовленні такого диска, оскільки магнітні поля можуть уповільнити обертання руйнуючогося матеріалу, не даючи такому диску утворюватися навколо дуже молодого протостар. З цього нового висновку випливає, що ефект уповільнення магнітних полів при формуванні диска може бути не таким ефективним, як ми думали раніше ».
Можливість спостерігати за зірками та планетарними системами в їх найдавнішій фазі становлення і шанс перевірити наші теорії про те, як це все робиться? Однозначно не те, що відбувається щодня!
І не забудьте насолоджуватися цим відео спостереження, люб’язно ALMA та розповів доктор Лі:
