|
Протозвездные струи во внешней области Млечного Пути
|
|
|
|
Астрономы получили представление о звездообразовании, впервые зафиксировав протозвездные потоки и джеты во внешней области Млечного Пути с пространственным разрешением. Результаты исследования опубликованы в Astrophysical Journal. Открытие, сделанное с помощью большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Atacama (ALMA), показало, что, хотя фундаментальная физика звездообразования остается одинаковой в разных галактических средах, во внешнем галактическом источнике наблюдается разный химический состав или пылевая пыль.
|
|
|
|
Исследование было сосредоточено на протозвездном источнике Sh 2-283-1a SMM1, расположенном примерно в 7,9 килопарсеках (26 000 световых лет) от Солнца и в 15,7 килопарсеках (51 000 световых лет) от центра галактики.
|
|
|
|
Эта область за пределами галактики содержит лишь около трети тяжелых элементов, обнаруженных вблизи Солнца. Такие условия с низким содержанием металлов напоминают условия раннего Млечного Пути, что делает это место уникальной естественной лабораторией для изучения процесса звездообразования в примитивных условиях.
|
|
|
|
Наблюдения, проведенные ALMA, выявили поразительную биполярную систему: узкие струи газа с высокой скоростью расходятся от протозвезды, окруженные более широкими, медленно движущимися потоками. В этом исследовании движение газа к Земле и от Земли было отслежено с помощью синих и красных контуров соответственно.
|
|
|
|
|
|
|
Анализ структуры скоростей показал, что струи являются скорее эпизодическими, чем непрерывными. Вместо постоянного потока протозвезда испытывает всплески выброса массы, повторяющиеся каждые 900-4000 лет. Этот ритм остановки и запуска регулирует рост звезды, позволяя ей накапливать материал на своем диске, одновременно избавляясь от избыточной массы и углового момента.
|
|
|
|
Хотя эпизодические выбросы наблюдались в близлежащих областях звездообразования, в этом исследовании впервые сообщалось о такой активности в источнике, удаленном более чем на 15 килопарсек от центра галактики.
|
|
|
|
"Исследуя струи и оттоки в протозвездах, расположенных так далеко в галактике, мы можем видеть, что та же физика, которая формирует звезды вблизи Солнца, действует и в средах с низким содержанием металлов. Это открытие открывает уникальную возможность фундаментально продвинуть наше понимание того, как рождаются звезды в различных космических условиях", - сказал ведущий автор Токи Икеда из Университета Ниигаты.
|
|
|
|
Химический состав струй отражает их необычное окружение. Измерения содержания монооксида углерода (CO) и монооксида кремния (SiO) показывают, что соотношение N(SiO)/N(CO) во внешнем протозвездном ядре галактики ниже, чем в сопоставимых источниках во внутренней галактике.
|
|
|
|
Это говорит о том, что ударная химия или свойства пыли отличаются во внешней части галактики, где тяжелых элементов мало. Это открытие подтверждает, что физика звездообразования универсальна, в то время как химический состав варьируется в зависимости от местных условий.
|
|
|
|
Дальнейший анализ классифицировал Sh 2-283-1a SMM1 как горячее ядро, то есть компактную, теплую и химически богатую область, окружающую формирующуюся звезду. Это всего лишь второе обнаружение горячего ядра во внешней части галактики, что подчеркивает редкость таких химически сложных областей так далеко от центра галактики.
|
|
|
|
Кроме того, команда оценивает светимость протозвезды примерно в 6700 раз больше, чем у Солнца, и относит ее к категории от средней до высокой массы.
|
|
|
|
"Обнаружение такой чистой струйной структуры во внешней части галактики было неожиданностью", - сказал Такаши Шимониши, соавтор исследования из Университета Ниигаты. "Что еще более интересно, было обнаружено, что протозвезда содержит сложные органические молекулы, что открывает новые возможности для изучения звездообразования в более примитивных средах как с физической, так и с химической точек зрения".
|
|
|
|
Помимо Sh 2-283-1a SMM1, ALMA также обнаружила молекулярные потоки от четырех дополнительных протозвезд во внешней части галактики, подтверждая, что звездообразование в этих отдаленных регионах является активным и широко распространенным.
|
|
|
|
Эти результаты имеют большое значение для астрофизики. Анализируя струи и истечения из протозвезды в среде с низким содержанием металлов, исследование подтверждает, что схема звездообразования справедлива для всего Млечного Пути, независимо от химического состава. Более того, отчетливые химические характеристики этих потоков дают представление о различных условиях, которые сформировали самые ранние поколения звезд.
|
|
|
|
Этот прорыв подчеркивает способность ALMA расширить границы исследований звездообразования. До сих пор исследования протозвездных молекулярных струй были ограничены объектами, удаленными всего на несколько тысяч световых лет. Распространив эту возможность на внешнюю галактику, астрономы теперь могут проверить, применимы ли модели, разработанные в близлежащих областях звездообразования, по всей галактике.
|
|
|
|
Заглядывая в будущее, команда планирует расширить свои исследования, включив в них дополнительные протозвезды, находящиеся за пределами галактики. Более масштабные исследования могут показать, меняются ли циклы эпизодических выбросов в зависимости от металличности и ведут ли себя молекулы, подобные SiO, по-разному в разных средах. Эти усилия позволят составить более полную картину того, как возникают звезды и планетные системы в разнообразном химическом ландшафте Млечного Пути.
|
|
|
|
Благодаря получению первых разрешенных джетов в Sh 2-283-1a SMM1, определению их эпизодической природы и подтверждению того, что источником является редкое горячее ядро, это исследование связывает современное звездообразование с процессами, которые сформировали раннюю Вселенную.
|
|
|
|
Это показывает, что в то время как химический состав меняется вместе с окружающей средой, физика рождения звезд остается неизменной, то есть связывает окраины Млечного Пути с древним прошлым Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
