Ученые исследовали россыпь протозвезд, расположенную в созвездии Змееносца. Подобные места называют звездными колыбелями. Особенностью этой является избыток ультрафиолетового излучения, загадавшего исследователям новую загадку.
Новое открытие
Исследователи использовали прибор MIRI на борту космического телескопа James Webb для обнаружения ультрафиолетового излучения в пяти молодых звездах в области Змееносца и для понимания его роли в формировании звезд. Открытие ультрафиолетового излучения вокруг этих протозвезд и его значительное влияние на окружающую материю является вызовом для моделей, описывающих формирование светил.
Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics. В состав исследовательской группы входили Иасон Скретас, аспирант MPIfR, доктор Агата Карская (Центр современных междисциплинарных технологий при Университете Николая Коперника в Торуне, Польша, и Институт радиоастрономии имени Макса Планка (MPIfR), Бонн, Германия).
Исследование протозвезд и ультрафиолетового излучения
В ходе своих исследований ученые обнаружили, что по мере накопления массы протозвезды выталкивают ее часть наружу в виде струй. Эти струи называются истоками и являются самым ярким признаком формирования звезд. Ученые смогли доказать, что для понимания химии и физики этих молекулярных утечек из молодых светил необходимо учитывать наличие ультрафиолетового излучения.
«Это первая неожиданность. Молодые звезды не способны быть источником излучения, они не могут его «производить». Поэтому мы не должны этого ожидать. Однако мы доказали, что ультрафиолетовое излучение возникает вблизи протозвезд. Откуда он берется, каков его источник: внутренний или внешний?», — говорит Агата Карская.
Наблюдение за созвездием Змееносца с помощью инструмента MIRI телескопа James Webb
James Webb нацелился на молодые звезды в созвездии Змееносца с помощью MIRI, своего среднеинфракрасного инструмента. Расположенная в 450 световых годах от нас, молекулярное облако Змееносца содержит несколько звезд типа B, которые являются очень молодыми, горячими и излучают сильное ультрафиолетовое излучение. Для подробных наблюдений было выбрано пять объектов, расположенных на разном расстоянии от этих массивных звезд.
Инструмент MIRI позволяет наблюдать астрономические объекты в диапазоне длин волн от 2 до 28 микрометров, охватывая несколько линий молекулярного водорода (H2), которые нельзя наблюдать с Земли из-за ее атмосферы. James Webb незаменим для такого типа наблюдений, поскольку позволяет наблюдать эти линии даже от очень слабых объектов с высоким разрешением.
Для астрономов H₂ — самая важная молекула во Вселенной. Во-первых, она является самой распространенной: в среднем H₂ в 10 000 раз больше, чем оксида углерода — второй по распространенности молекулы в космосе.
В то же время структура H2 затрудняет ее наблюдение в молекулярных облаках, поскольку температура слишком низкая для возбуждения молекулы. Однако выбросы от молодых звезд создают ударные волны, сжимающие и нагревающие вещество, создавая яркое излучение H2. Поэтому JWST/MIRI является идеальным сочетанием для изучения утечек от протозвезд.
Поиск источника ультрафиолетового излучения
Анализ наблюдений JWST в созвездии Змееносца четко демонстрирует наличие ультрафиолетового излучения вблизи протозвезд и их утечек из-за воздействия ультрафиолетового излучения на молекулярный водород. Это приводит к вопросу: откуда происходит это излучение? Связано ли оно с процессами, происходящими в непосредственной близости от протозвезды?
Ученые начали с той гипотезы, что ультрафиолетовое излучение происходит от соседних массивных светил, освещающих места рождения следующего поколения звезд. Астрономы использовали два метода для оценки наружного ультрафиолетового излучения. Первый базировался на свойствах окружающих звезд и расстоянии от наблюдаемых источников. Второй базировался на пыли, обладающей способностью поглощать ультрафиолетовое излучение и излучать его на более длинных волнах.
«Используя эти два метода, мы показали, что ультрафиолетовое излучение с точки зрения внешних условий значительно отличается между нашими протозвездами, и поэтому мы должны видеть различия в молекулярном излучении. Оказывается, мы их не видим», — добавляет Скретас.
Таким образом, астрономам пришлось отвергнуть гипотезу о внешнем источнике излучения. Тем не менее ультрафиолетовое излучение присутствует в окрестностях протозвезды, поскольку оно, несомненно, влияет на наблюдаемые молекулярные линии. Из этого ученые заключают, что происхождение ультрафиолетового излучения должно быть внутренним.
Последствия для будущих исследований
Результаты этого исследования указывают на необходимость включения образования ультрафиолетового излучения в модели, описывающие образование звезд. Будущий анализ наблюдений JWST будет сосредоточен не только на газе, но и на складе пыли и льда, предлагая альтернативные способы ограничения происхождения ультрафиолетового излучения вокруг протозвезд.
Увеличение количества наблюдаемых источников, включая наблюдения, охватывающие весь объем истоков, станет решающим шагом в установлении более строгих ограничений мест образования ультрафиолетового излучения.
По материалам phys.org
