Исследователи подтвердили, что «вихрь» в центре аккреционного диска необходим для коллапса разреженного газового облака в плотную звезду.
Наблюдения, проведенные с помощью радиотелескопа за потоком материи у новорожденной звезды, подтвердили гипотезу астрономов об одном из ключевых этапов звездообразования. Вращающийся «космический ветер», состоящий из молекул, необходим для того, чтобы коллапсирующие газовые облака сжимались настолько, чтобы образовалась горячая, плотная молодая звезда.
С помощью интерферометра Института миллиметрической радиоастрономии Плато-де-Бюр во Французских Альпах исследователи наблюдали за потоками материи вокруг молодой звезды в водородном облаке CB26, расположенном на расстоянии 460 световых лет от Земли. Это одна из самых близких дисковых систем вокруг протозвезды.
Снимок в видимом диапазоне области, окружающей молекулярное облако CB26 (слева) и увеличенное изображение в ближнем инфракрасном диапазоне аккреционного диска у протозвезды. Изображение: R. Launhardt et al., Astronomy & Astrophysics
Используя результаты наблюдений и физико-химическую модель аккреционного диска исследователи определили размеры конусообразного истечения от полярной области протозвезды: вблизи диска радиус истечения примерно в 1,5 раза больше расстояния Земля-Нептун. Этого достаточно, чтобы протозвезда потеряла вращательный момент и не лишилась необходимой для развития массы.
Контуры молекулярного истечения из аккреционного диска у протозвезды. Изображение: R. Launhardt et al., Astronomy & Astrophysics
Новые звезды образуются, когда газ в молекулярном облаке сжимается под действием собственной гравитации, а его температура повышается. За определенным порогом плотности и температуры начинается ядерный синтез, при котором ядра водорода сливаются с образованием гелия. Сложность заключается в том, что ни одно газовое облако в космосе не является неподвижным – все они хотя бы немного вращаются.
Когда газ сжимается, это вращение ускоряется. Быстрое вращение вызывает центробежные силы, которые должны отбрасывать материю от оси вращения. Для астрофизики это означает, что материал протозвезды должен разлетаться в стороны, а остатков может не хватить для рождения звезды. Чтобы этого не случилось, нужно противодействие, которое ослабит влияние центробежных сил.
Теоретическое решение этой проблемы астрофизики нашли еще в 1980-х. Они предположили, что часть газа в аккреционном диске, окружающем протозвезду, становится плазмой, а атомы водорода разделяются на электроны и протоны. Когда плазма вращается в диске, она создает магнитное поле. Это поле, в свою очередь, влияет на поток плазмы: небольшое количество плазмы дрейфует вдоль силовых линий магнитного поля.
Очень часто дрейфующие частицы сталкиваются с молекулами; в результате часть молекулярного газа захватывается потоком. Эти молекулы образуют «вихрь», который может «отнимать» у диска значительный угловой момент вращения. Его потеря замедляет вращение, уменьшает центробежные силы и решает проблему недостатка массы у протозвезды. Наблюдения, проведенные астрономами, подтверждают эту гипотезу.
Читать далее:
«Адская» планета недалеко от Земли подает загадочные сигналы: ученые придумали, как их расшифровать
Посмотрите, как по-разному нашего соседа видят «Хаббл» и «Уэбб»
Странную утечку газа нашли в Балтийском море: она поставила ученых в тупик
На обложке: художественная иллюстрация конусообразного истечения от протозвезды. Изображение: T. Müller, R. Launhardt, MPIA