|
Загадочное УФ-излучение в местах рождения звезд
|
|
|
|
Исследователи использовали прибор MIRI на борту космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), чтобы определить наличие ультрафиолетового излучения у пяти молодых звезд в области Змееносца и понять его роль в формировании звезд. Обнаружение ультрафиолетового излучения вокруг этих протозвезд и его значительного влияния на окружающий материал является сложной задачей для моделей, описывающих формирование звезд.
|
|
|
|
Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics, а в состав исследовательской группы входили Ясон Скретас, докторант MPIfR, и доктор Агата Карска (Центр современных междисциплинарных технологий при Университете Николая Коперника в Торуне, Польша, и Институт радиоастрономии Макса Планка (MPIfR), Бонн, Германия).
|
|
|
|
Исследование протозвезд и ультрафиолетового излучения
|
|
|
|
"Мы хотели поближе рассмотреть протозвезды, то есть молодые звезды, которые все еще формируются глубоко внутри своих родительских молекулярных облаков. Когда протозвезды набирают массу, они выбрасывают часть ее наружу в виде струй", - говорит Скретас. Они называются оттоками и являются наиболее ярким признаком звездообразования. Ученые смогли показать, что для понимания химии и физики этих молекулярных оттоков из молодых звезд они должны учитывать существование ультрафиолетового излучения.
|
|
|
|
|
|
|
"Это первый сюрприз. Молодые звезды не способны быть источником излучения; они не могут "производить" излучение. Поэтому нам не следует этого ожидать. И все же мы показали, что ультрафиолетовое излучение возникает вблизи протозвезд. Откуда это взялось, каков его источник: внутренний или внешний? Мы решили разобраться в этом", - добавляет Карска.
|
|
|
|
Наблюдая за змееносцем с помощью прибора MIRI, разработанного JWST
|
|
|
|
JWST нацелился на молодые звезды в созвездии Змееносца с помощью своего прибора среднего инфракрасного диапазона MIRI. Молекулярное облако Змееносца, расположенное на расстоянии 450 световых лет от нас, содержит несколько звезд B-типа, которые очень молоды, горячи и сильно излучают в ультрафиолетовом диапазоне. Для детальных наблюдений были отобраны пять объектов, расположенных на разных расстояниях от этих массивных звезд.
|
|
|
|
Прибор MIRI позволяет нам наблюдать астрономические объекты в диапазоне длин волн от 2 до 28 микрометров, охватывая множество линий молекулярного водорода (H2), которые невозможно наблюдать с земли из-за земной атмосферы. JWST незаменим для такого рода наблюдений, поскольку позволяет нам наблюдать эти линии даже с очень слабых объектов с высоким разрешением.
|
|
Значение молекулярного водорода
|
|
|
|
Для астрономов Н2 - самая важная молекула во Вселенной. Прежде всего, это самая распространенная молекула, поскольку в среднем Н2 в 10 000 раз больше, чем монооксида углерода, второй по распространенности молекулы в космосе.
|
|
|
|
В то же время структура H2 очень затрудняет его наблюдение в молекулярных облаках, поскольку температура слишком низкая для возбуждения молекулы. Однако выбросы молодых звезд создают ударные волны, которые сжимают и нагревают вещество, создавая яркое излучение H2. Таким образом, JWST/MIRI - это идеальное сочетание для изучения потоков, исходящих от протозвезд.
|
|
|
|
Поиск источника ультрафиолетового излучения
|
|
|
|
Анализ наблюдений с JWST в Ophiuchus ясно демонстрирует наличие ультрафиолетового излучения вблизи протозвезд и их отток за счет воздействия ультрафиолетового излучения на молекулярный водород. Это приводит к вопросу о том, откуда исходит это излучение? Связано ли оно с процессами, происходящими в непосредственной близости от протозвезды? Например, толчки, образующиеся при падении вещества на протозвезду (аккреционные толчки), или толчки, возникающие вдоль протозвездной струи?
|
|
|
|
"Одна из возможностей заключается в том, что ультрафиолетовое излучение исходит от близлежащих массивных звезд, которые освещают места рождения следующего поколения звезд, поэтому мы начали с этой гипотезы", - говорит Фридрих Выровски, также из MPIfR. Астрономы использовали два метода для оценки внешнего ультрафиолетового излучения. Первый основывался на свойствах окружающих звезд и их расстояниях от наблюдаемых источников. Второй был основан на пыли, которая обладает способностью поглощать ультрафиолетовое излучение и переизлучать его на более длинных волнах.
|
|
|
|
"Используя эти два метода, мы показали, что ультрафиолетовое излучение — с точки зрения внешних условий — значительно различается у наших протозвезд, и поэтому мы должны видеть различия в молекулярном излучении. Как оказалось, мы их не видим", - добавляет Скретас.
|
|
|
|
"Поэтому нам пришлось отвергнуть гипотезу о внешнем источнике излучения. Однако мы можем с уверенностью сказать, что ультрафиолетовое излучение присутствует вблизи протозвезды, поскольку оно, несомненно, влияет на наблюдаемые молекулярные линии. Следовательно, его происхождение должно быть внутренним", - добавляет Карска.
|
|
|
|
Последствия для будущих исследований звездообразования
|
|
|
|
Результаты этого исследования указывают на необходимость включения производства ультрафиолетового излучения в модели, описывающие формирование звезд. Будущий анализ наблюдений JWST будет сосредоточен не только на газе, но и на составе пыли и льдов, предлагая альтернативные способы ограничения источника ультрафиолетового излучения вокруг протозвезд.
|
|
|
|
Увеличение числа наблюдаемых источников, включая наблюдения, охватывающие все масштабы выбросов, станет решающим шагом в установлении более строгих ограничений на места производства ультрафиолетового излучения.
|
|
|
|
Источник
|
