Nauka
Spiralny wzór dostarcza nowych wskazówek na temat formowania się masywnych gwiazd
Mapa rozmieszczenia materii w dysku wokół protogwiazdy G358-MM1. Biały „+” oznacza położenie protogwiazdy. Linie konturowe wskazują siłę sygnału. Kolory reprezentują prędkości w linii wzroku. Ruch od widza jest pokazany na czerwono/pomarańczowo, a ruch w kierunku widza na niebiesko/zielono, co wskazuje, że dysk się obraca. Nakładające się szare linie wskazują ramiona spiralne zidentyfikowane w wyniku analizy danych. źródło: RA Burns
Ostatnie obserwacje pozwoliły odkryć spiralny wzór w dysku materii wokół młodej, masywnej protogwiazdy, co sugeruje obecność niestabilności grawitacyjnej w dysku. Odkrycie to ma znaczący wpływ na sposób formowania się masywnych gwiazd.
Podczas procesu formowania się gwiazdy dysk protogwiazdy służy jako środek dostarczania materii do rodzącej się „protogwiazdy” w jej jądrze. W przypadku protogwiazd o dużej masie, które przekroczyły już 8-krotność masy Słońca i nadal rosną, hipoteza jest taka, że zamiast stałego przepływu, skupiska materii okresowo schodzą z dysku do protogwiazdy, wyzwalając krótkie, ale intensywne wybuchy wzrostu.
Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Rossa A. Burnsa z NAOJ wykorzystał techniki VLBI, łącząc macierze z radioteleskopów na całym świecie, aby odwzorować emisje maserowe w dysku wokół masywnej protogwiazdy znanej jako G358-MM1. Ta wysokomasywna protogwiazda jest trzecim przypadkiem potwierdzonego obserwacyjnie gwałtownego wzrostu i była intensywnie badana przez organizację monitorującą maser (M2O). Zespół po raz pierwszy był w stanie szczegółowo zbadać to zjawisko.
Wyniki obserwacji pokazują wyraźny obrót wokół centralnej protogwiazdy i spiralny wzór z czterema ramionami. Ramiona spiralne w obracających się dyskach protogwiazd są oznaką niestabilności, cechy, o której od dawna sądzono, że jest związana z powstawaniem masywnych gwiazd, ale nie została jeszcze udowodniona obserwacyjnie. Odkrycie to nie tylko ujawniło pierwszy napędzany spiralą dysk akrecyjny w protogwiazdie o dużej masie, ale także powiązało niestabilność ramion spiralnych z epizodycznymi wybuchami wzrostu, które są kluczowe dla teorii formowania się gwiazd o dużej masie.
W badaniach wykorzystano nową technikę znaną jako „mapowanie fal upałów”. Kiedy kępka materii spada z dysku na protogwiazdę, wyzwala wybuch energii, który nagrzewa wnętrze dysku, wywołując emisję masera metanolowego. Ta fala ciepła przemieszcza się następnie na zewnątrz, ogrzewając z czasem coraz bardziej odległe części dysku. Obserwując regiony, które wywołały emisję masera spowodowaną tym ogrzewaniem, możliwe było zmapowanie powierzchni dysku w G358-MM1.
Zespół, utworzony we współpracy ponad 90 astronomów z całego świata, ma teraz nadzieję zastosować tę technikę do obserwacji dysków innych masywnych protogwiazd, które w przyszłości przejdą gwałtowne wzrosty.
Odniesienie: „Keplerowski dysk z czteroramienną spiralą prowadzącą do protogwiazdy o dużej masie z epizodyczną akrecją” RA Burns, Y. Uno, N. Sakai, J. Blanchard, Z. Fazil, G. Orosz, Y. Yonekura, Y Tanabe, K. Sugiyama, T. Hirota, Kee-Tae Kim, A. Aberfelds, AE Volvach, A. Bartkiewicz, A. Caratti ou Garatti, AM Sobolev, B. Stecklum, C. Brogan, C. Phillips, DA Ladeyschikov, D. Johnstone, G. Surcis, GC MacLeod, H. Linz, JO Chibueze, J. Brand, J. Eislöffel, L. Hyland, L. Uscanga, M. Olech, M. Durjasz, O. Bayandina, S Breen, SP Ellingsen, SP van den Heever, TR Hunter i X. Chen, 27 lutego 2023 r., Astronomia Przyrody.
DOI: 10.1038/s41550-023-01899-w
Badanie zostało sfinansowane przez Japońskie Towarzystwo Krzewienia Nauki, Uniwersytet Guanajuato, Ministerstwo Edukacji i Nauki RP, Narodowe Centrum Nauki, Włoskie Ministerstwo Szkolnictwa Wyższego oraz Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego im. Federacja Rosyjska. .
„Piwny maniak. Odkrywca. Nieuleczalny rozwiązywacz problemów. Podróżujący ninja. Pionier zombie. Amatorski twórca. Oddany orędownik mediów społecznościowych.”
