ALMA widzi rotujące dżety młodej gwiazdy

Dżety protogwiazdy (młodej, ledwo narodzonej gwiazdy) stanowią jedną z najciekawszych formacji w procesie gwiazdotwórczym. Naukowcy pod kierownictwem Chin-Fei Lee z Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics na Tajwanie wykonali właśnie przełomowe obserwacje protogwiazdy przy użycia sieci anten ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Wynika z nich, że jej dżet obraca się wokół własnej osi. Zaobserwowano coś takiego po raz pierwszy.
 
Wynik ten potwierdza hipotezę, że to właśnie dżet odgrywa istotną rolę w usuwaniu nadwyżki momentu pędu z najbardziej wewnętrznego obszaru dysku akrecyjnego gwiazdy (tak zwanego “hamburgera kosmicznego”). Stanowi to być może rozwiązanie starego już zagadnienia związanego z tym, jak wewnętrzny dysk akrecyjny zasila protogwiazdę masą. Naukowcy badają  zachowanie się dżetów gwiazdowych już od dawna, ale są one trudne do badania ze względu na niewielkie rozmiary i trudny do wychwycenia ruch obrotowy. Teraz jednak ALMA ze swą dużą rozdzielczością przestrzenną pokazuje, że ruch wirowy dżetów pobliskich gwiazd da się wykryć niemal bez trudu.
 
Co jest największym problemem w teorii formacji gwiazdowej? To prawdopodobnie moment pędu dysku akrecyjnego młodej gwiazdy. Powstrzymuje on okoliczną materię przed spadkiem na gorące jądro protogwiazdy. Jeśli jednak, tak jak wskazują najnowsze obserwacje, sporą część tego momentu pędu może wynieść poza otoczenie gwiazdy wirujący dżet, to duża część pobliskiej materii może wciąż zasilać rodzącą się gwiazdę.
 
HH 212 znajduje się w niedalekim obszarze protogwiazdowym w granicach gwiazdozbioru Oriona, w odległości około 1300 lat świetlnych od Ziemi. Centralna protogwiazda jest bardzo młoda - liczy sobie zaledwie 40 000 lat, co daje mniej więcej jedną dziesięciomilionową całego wieku Słońca. Masa gwiazdy to z kolei tylko jedna piąta masy Słońca. Ostatnie obserwacje interferometrem ALMA na falach submilometrowych wykryły wokół niej dysk akrecyjny zasilający protogwiazdę. Widzimy go niemal wzdłuż jego krawędzi i ma on promień rzędu 60 jednostek astronomicznych (AU). Co ciekawe, widoczny jest w nim również równikowy, ciemny pas położony pomiędzy dwoma jaśniejszymi obszarami, przez co całość przypomina nieco wielki, kosmiczny hamburger.
 
Centralna protogwiazda napędza potężny, dwukierunkowy dżet. Poprzednie obserwacje wykonywane ze zdolnością rozdzielczą rzędu 140 AU nie potwierdzały jego obrotu. ALMA widzi go jednak z rozdzielczością rzędu 8 AU i bez trudu wykrywa tą rotację - mimo że moment pędu jest w nim tak niewielki, że sam dżet musi zdaniem astronomów rozpoczynać się w odległości około 0.05 AU od centrum protogwiazdy, co jest zresztą w zgodzie ze współczesnymi modelami tworzenia się dżetów gwiazdowych.
 
Nowe obserwacje dowodzą, że dżety rzeczywiście mogą odprowadzać część momentu pędu  z materiału znajdującego się w najbardziej wewnętrznym obszarze dysku akrecyjnego (“hamburgera”). Zmniejsza to obrót materii i pozwala na zasilanie nią rodzącej się gwiazdy. Obserwacje te otwierają też nowe możliwości w zakresie detekcji i pomiarów rotacji dżetów innych młodych gwiazd, jak obrotów wielkich dżetów innych obiektów kosmicznych - na przykład aktywnych jąder galaktyk.
 
 
Czytaj więcej:
 

 
Źródło: ALMA
 
Zdjęcie: dżet i dysk akrecyjny protogwiazdy HH 212: (a) jet “molekularny” (kolor zielony) wydobywający się z najbardziej wewnętrznej części dysku (pomarańczowy) zaobserwowany radioteleskopami ALMA przy rozdzielczości 8 AU. Skala wielkości względem naszego Układu Słonecznego jest pokazana w dolnym prawym rogu, (b) przesunięcie ku czerwieni (oddala się od nas) i ku błękitowi (przybliża się) dla emisji dżetu ukazuje ruch obrotowy dżetu (zielone strzałki). Niebieskie i czerwone strzałki oznaczają tu dodatkowo kierunek obrotu dysku.
Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al.