Naukowcy po raz pierwszy odkryli dysk, w którym powstają planety, poza naszą Drogą Mleczną
Astronomowie odkryli pierwszy przykład wirującego dysku materii zasilającego młodą gwiazdę znajdującą się w galaktyce poza Drogą Mleczną. Dysk jest niemal identyczny z dyskiem występującym wokół młodych gwiazd Drogi Mlecznej i sugeruje, że gwiazdy i planety powstają w innych galaktykach tak samo jak w naszej.
Młoda gwiazda, o której mowa, znajduje się w Wielkim Obłoku Magellana – galaktyce sąsiadującej z Drogą Mleczną, oddalonej o 160 000 lat świetlnych – a jej układ, oznaczony jako HH 1177, jest osadzony w masywnym obłoku gazu.
Zespół odpowiedzialny za to odkrycie obserwował system za pomocą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), największego projektu astronomicznego na Ziemi, składającego się z 66 anten w północnym Chile, które tworzą jeden radioteleskop.
„Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem dowody na wirującą strukturę w danych ALMA, nie mogłem uwierzyć, że odkryliśmy pierwszy pozagalaktyczny dysk akrecyjny. To był wyjątkowy moment” – Anna McLeod, główna autorka badania i naukowiec z Uniwersytetu w Durham – napisano w oświadczeniu. „Wiemy, że dyski są niezbędne do formowania się gwiazd i planet w naszej galaktyce, a tutaj po raz pierwszy widzimy na to bezpośredni dowód w innej galaktyce”.
Powiązany: Czarna dziura niszczy gwiazdy w kosmicznym szaleństwie, które ekscytuje astronomów
McLeod i współpracownicy zostali ostrzeżeni o istnieniu tego układu, gdy instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na należącym do ESO Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) zauważył dżet wyłaniający się z formującej się gwiazdy. Instrument ten może dokonywać obserwacji w zakresie fal widzialnych, jednocześnie mierząc długości fal światła wychodzącego z obiektu, co pozwala naukowcom stwierdzić, jakiego rodzaju materię oglądają.
„Odkryliśmy dżet wystrzeliwany z tej młodej masywnej gwiazdy, a jego obecność jest drogowskazem dla postępującej akrecji dysku” – dodał McLeod. Aby potwierdzić obecność dysku akrecyjnego w HH 1177, naukowcy musieli zmierzyć ruch gęstego gazu wokół gwiazdy.
Dyski akrecyjne w Drodze Mlecznej i poza nią
Dyski akrecyjne, takie jak ten nowo zaobserwowany, powstają, gdy materia opada w kierunku młodej gwiazdy lub innego obiektu akrecyjnego, takiego jak czarna dziura lub gwiazda neutronowa. Gdy materiał spada na te obiekty, niesie ze sobą moment pędu (spin obrotowy), co oznacza, że nie może dotrzeć bezpośrednio do ciała centralnego. Zamiast tego materia ta tworzy spłaszczony wirujący dysk, który stopniowo dostarcza materię do obiektu centralnego.
Gaz w centrum dysku akrecyjnego, bliżej centralnego obiektu – w tym przypadku młoda karmiąca się gwiazda – porusza się szybciej niż materia na obrzeżach dysku i to właśnie ta zmiana prędkości jest „dymiącym pistoletem” co wskazuje na obecność dysku akrecyjnego.
„Częstotliwość światła zmienia się w zależności od tego, jak szybko gaz emitujący światło zbliża się do nas lub od nas” – powiedział Jonathan Henshaw, członek zespołu i pracownik naukowy Uniwersytetu Johna Mooresa w Liverpoolu. „To dokładnie to samo zjawisko, które występuje, gdy wysokość syreny ambulansu zmienia się w miarę przejeżdżania obok ciebie, a częstotliwość dźwięku zmienia się z wyższej na niższą”. (Zjawisko to znane jest jako przesunięcie ku czerwieni lub przesunięcie ku błękitowi, w zależności od tego, czy obserwowany obiekt porusza się w kierunku Ziemi, czy od niej.)
Astronomowie obserwowali już jasne dyski akrecyjne wokół obiektów takich jak supermasywne czarne dziury w innych galaktykach ze względu na ich ogromną grawitację wytwarzającą gwałtowne warunki, które powodują, że gaz i pył w tych dyskach jasno świecą, często przyćmiewając połączone światło wszystkich gwiazd w otaczającej je galaktyce . Jednak dyski akrecyjne wokół gwiazd, z których ostatecznie wyłaniają się planety, są znacznie trudniejsze do dostrzeżenia nawet w Drodze Mlecznej, częściowo dlatego, że młode gwiazdy często nadal są owinięte w kokony w obłokach gazu i pyłu, z których się rodzą.
Nieco inaczej sytuacja wygląda w Wielkim Obłoku Magellana, ponieważ materia, z której powstają młode gwiazdy, jest mniej bogata w pył. Oznacza to, że HH 1177 wydostała się już z dużej części „kokonu”, z którego się narodziła, umożliwiając astronomom obserwację swojej gwiazdy centralnej, a być może nawet obserwowanie wczesnych etapów powstawania planet. Nasz własny Układ Słoneczny przechodził ten sam proces około 4,5 miliarda lat temu, kiedy dysk protoplanetarny otaczał młode słońce w procesie narodzin planet.
„Żyjemy w epoce szybkiego postępu technologicznego, jeśli chodzi o obiekty astronomiczne” – mówi McLeod. „Możliwość badania powstawania gwiazd w tak niewiarygodnych odległościach i w innej galaktyce jest bardzo ekscytująca”.
Wyniki badań zespołu przedstawiono w artykule opublikowanym w czasopiśmie Natura w środę, 29 listopada.
