Вчені вивчили потоки речовини у молодої зірки в темній туманності CB26 за даними радіоспостережень і моделювання.
Схематична ілюстрація акреційного диска та обертового дискового вітру у молодої зірки / © T. M?ller, R. Launhardt (MPIA)
Нові зірки починають своє формування, коли щільна хмара космічного газу стискається під дією власного гравітаційного тяжіння. Щільність збільшується, температура зростає, запускається термоядерна реакція, і зірка починає світити. Проблема криється в обертанні.
Хмари космічного газу не нерухомі, вони обертаються. І коли газ стискається, за законом збереження моменту імпульсу їх обертання прискорюється. Чим сильніше обертання, тим більше відцентрова сила: виходить, газ повинен вилітати з області ще до появи зірки. Цю невідповідність називають “проблемою кутового моменту при формуванні зірок”.
Її рішення знайшли ще 1980-х роках. Молодим світилам “допомагають” акреційні диски. “Падаюча” в зірку матерія формує навколо об’єкта обертовий диск. У цих екстремальних умовах частина газу в диску перетворюється на плазму. Обертаючись, вона створює магнітне поле, яке, в свою чергу, впливає на потоки плазми. В результаті ті часом “налітають” на молекулярний газ диска і забирають його з собою зовні. Ці потоки частинок і називають “дисковим вітром”.
Дисковий вітер здатний значно знизити кутовий момент диска, уповільнити його обертання і послабити відцентрові сили, що вирішує проблему кутового моменту. Ось тільки підтвердити цю гіпотезу спостереженнями не вдавалося — навіть найближчу молоду зірку дуже складно розгледіти в таких подробицях.
- Місяць утворився від зіткнення Землі і Теїі
- NASA вперше побачило походження сонячного вітру
- З’явилися кадри повного місячного затемнення з космосу, в 100 млн км від Землі (фото+відео)
Приблизно в 460 світлових роках від Землі, в невеликій водневій хмарі CB26, знаходиться одна з найближчих зірок, що зароджуються. У 2009 році Ральф Лонхарт (Ralf Launhardt) і його колеги з Інституту астрономії Макса Планка (Німеччина) змогли побачити у неї витікання газу. Але дозволу тих спостережень не вистачило на те, щоб визначити, наскільки далеко від зірки простягається цей «дисковий вітер» — а значить, наскільки сильно він впливає на обертання диска.
Тому вчені повторили спостереження, вже з іншою конфігурацією інтерферометра Плато-де-Бюре (Франція), використовуючи радіоантени, розташовані на більш далекій відстані. Ці дані вони підкріпили фізико-хімічною моделлю диска, яка дозволила відокремити вплив «вітру» від впливу самого диска. В результаті дослідникам вдалося визначити параметри конусоподібного дискового вітру.
Зліва область водневої хмари CB26. Справа об’єкт дослідження / © R. Launhardt et al, Astronomy & Astrophysics
Поблизу диска діаметр конуса, утвореного вітром, склав від 20 до 45 астрономічних одиниць (відстань від Сонця до Землі). Для порівняння, Нептун знаходиться приблизно на 30 астрономічних одиницях від нашої зірки. Причому вчені припускають, що площа “народження” вітру може покривати всю внутрішню частину акреційного диска – від 10 до 80 астрономічних одиниць, лінії замерзання CO. Потоки вітру простягаються на 600 астрономічних одиниць “вниз” і на 300 астрономічних одиниць “вгору” від акреційного диска. Цього більш ніж достатньо для того, щоб сильно уповільнити обертання.
Свої розрахунки автори перевірили на дев’яти моделях “дискового вітру” молодих зірок, побудованих за непрямими даними в різних дослідженнях, опублікованих за минуле десятиліття. Судячи з усього, протягом перших десятків тисяч років площа «народження» дискового вітру залишається досить невеликою, а потім виростає в масштабі. Результати роботи вчені опублікували в журналі Astronomy & Astrophysics.
Тим часом інтерферометр Плато-де-Бюре отримав апгрейд. У новій обсерваторії Noema встановлено 12 антен замість шести. Це найпотужніший радіотелескоп у Північній півкулі. І автори дослідження CB26 вже планують нові спостереження за об’єктом.