Проучване наблюдава тройна протозвездна система със спирални ръкави от газ, които захранват с материал малките звезди и открива нов механизъм за образуване на множество звезди.
Екип от международни изследователи е открил как три бебета звезди се хранят от спирални ръкави от газ в тройна протозвездна система. Екипът, ръководен от професор Чон-Юн Лий от Националния университет в Сеул, използва мощните телескопи Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), за да наблюдава системата, наречена IRAS 04239+2436, разположена на около 460 светлинни години от Земята.
Те откриват, че газът около трите протозвезди съдържа молекули на серен оксид (SO), което показва наличието на ударни вълни, причинени от сложните взаимодействия на протозвездите. Разпределението на SO молекулите образува три големи спирални ръкава, които се простират до 400 астрономически единици (AU) или около 60 милиарда километра.
Екипът също така измерва скоростта на газа и го сравнява с числени симулации, водени от професор Томоаки Мацумото от университета Хосей. Те откриват, че спиралните ръкави действат като стримери или газови потоци, които захранват протозвездите с материал и им помагат да растат.
Това откритие е важно за разбирането на процеса на образуване на множество звезди, който все още е загадка в астрономията. Повече от половината от всички звезди се раждат в множество звездни системи, но как се формират не е добре разбрано. Има няколко предложени сценария за формиране на множество звезди, но нито един от тях не може да обясни всички наблюдения.
Наличие на стримери
Credits: CfCA
Една от ключовите характеристики, наблюдавани в много протозвездни системи, е наличието на стримери, които показват как протозвездите натрупват газ от заобикалящата ги среда.
Въпреки това не е ясно как се формират тези стримери и каква роля играят в образуването на множество звезди. Чрез наблюдение на тройната протозвездна система с ALMA, екипът успява да разкрие произхода и структурата на стримерите в безпрецедентни подробности.
„Най-впечатляващата характеристика на нашите ALMA изображения са добре дефинираните големи структури с множество рамена, открити в емисиите на SO“, казва Лий, който е водещият автор на изследването, публикувано в The Astrophysical Journal Letters. „Първото ми впечатление беше, че те танцуваха заедно, въртящи се около централната протозвездна система, въпреки че по-късно открихме, че спиралните ръкави са канали от материал, захранващ бебетата звезди.“
Екипът също предполага, че спиралните ръкави може да са се образували поради гравитационна нестабилност във въртящ се диск от газ и прах около протозвездите. Тази нестабилност може да доведе до колапс на части от диска и образуване на стримери, които се свързват с протозвездите.
За по-нататъшно изследване на движението на газа изследователският екип сравнява скоростта на газа, получена от това наблюдение, с тази от числени симулации, които възпроизвеждат образуването на множество звезди в облака на наталния газ. Тези симулации са проведени с помощта на „ATERUI“ и „ATERUI II“, суперкомпютри, посветени на астрономията в Центъра за компютърна астрофизика към Националната астрономическа обсерватория на Япония (NAOJ).
В симулацията три протозвезди се образуват в газов облак и газът, смутен около тройните протозвезди, възбужда ударни вълни под формата на спирални ръкави.
„Открихме, че спиралните ръкави показват газови потоци към тройните протозвезди; те са стримери, доставящи газ на протозвездите“, казва Мацумото, който ръководи числените симулации в това изследване. „Скоростта на газа, получена от симулациите и наблюденията, съвпада добре, което показва, че числената симулация наистина може да обясни произхода на стримерите.“
Корелиращи наблюдения и симулации
Credits: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J.-E. Lee et al.
Чрез сравняване на наблюденията с числените симулации, изследователският екип изследва как се е родила тази тройна протозвезда.
Досега са предложени два сценария за формирането на множество звезди. Първият е „сценарият на турбулентна фрагментация“, при който турбулентният газов облак се фрагментира на газови кондензации, всяка от които еволюира в протозвезда. Вторият е „сценарият на фрагментиране на диска“, при който газовият диск, заобикалящ фрагменти от протозвезда, образува нова протозвезда, което води до множество звезди.
Тройната протозвезда, наблюдавана тук, може да се обясни с хибриден сценарий, при който процесът на звездообразуване започва като турбулентен натален газов облак, подобно на сценария на турбулентна фрагментация, и след това семената на нови протозвезди се произвеждат в диска, както в сценарий на фрагментация на диска и заобикалящата газова турбуленция кара спиралните ръкави да се разпростират широко.
Резултатите от наблюдението са много подобни на резултатите от симулацията, което показва, че наблюдаваните тройни протозвезди са първите обекти, за които е потвърдено, че демонстрират образуването на множество звезди чрез хибриден сценарий.
Мацумото казва: „Това е първият път, когато произходът на протозвездите и стримерите е изяснен едновременно и цялостно. Комбинацията от наблюдения и симулации на ALMA е мощен инструмент за разкриване на тайните на формирането на звезди.“
Лий предполага, че това изследване също така хвърля светлина върху трудността на формирането на планети в множество звездни системи. Тя казва: „Планетите се раждат в газови и прахови дискове, които се образуват около протозвездите. В случая на тази тройна протозвездна система, протозвездите са разположени в малка област, дисковете около протозвездите са малки и орбитиращите протозвезди отделят дисковете от други протозвезди. Планетите се образуват в спокойна среда за дълъг период от време. Следователно е малко вероятно IRAS 04239+2436 да е благоприятна среда за образуването на планети.“
Констатациите са докладвани в The Astrophysical Journal Letters.
Източник: InterestingEngineering
