Науковці дослідили розсип протозір, розташовану в сузір’ї Змієносця. Подібні місця називають зоряними колисками. Особливістю цієї є надмір ультрафіолетового випромінювання, яке загадало дослідникам нову загадку.
Нове відкриття
Дослідники використовували прилад MIRI на борту космічного телескопа James Webb для виявлення ультрафіолетового випромінювання в п’яти молодих зорях в області Змієносця та для розуміння його ролі у формуванні світил. Відкриття ультрафіолетового випромінювання навколо цих протозір та його значний вплив на навколишню матерію є викликом для моделей, що описують формування світил.
Стаття опублікована в журналі Astronomy & Astrophysics. До складу дослідницької групи входили Іасон Скретас, аспірант MPIfR, та докторка Агата Карська (Центр сучасних міждисциплінарних технологій при Університеті Миколая Коперника в Торуні, Польща, та Інститут радіоастрономії імені Макса Планка (MPIfR), Бонн, Німеччина).
Дослідження протозір та ультрафіолетового випромінювання
Під час своїх досліджень науковці виявили, що у міру накопичення маси протозорі виштовхують її частину назовні у вигляді струменів. Ці струмені називаються витоками та є найяскравішою ознакою формування зір. Вчені змогли довести, що для розуміння хімії та фізики цих молекулярних витоків із молодих світил необхідно враховувати наявність ультрафіолетового випромінювання.
«Це перша несподіванка. Молоді зорі не здатні бути джерелом випромінювання, вони не можуть його «виробляти». Тому ми не повинні цього очікувати. Проте ми довели, що ультрафіолетове випромінювання виникає поблизу протозір. Звідки воно береться, яке його джерело: внутрішнє чи зовнішнє?», — говорить Агата Карська.
Спостереження за сузір’ям Змієносця за допомогою інструменту MIRI телескопа James Webb
James Webb націлився на молоді зорі в сузір’ї Змієносця за допомогою MIRI, свого середньоінфрачервоного інструменту. Розташована на відстані 450 світлових років від нас, молекулярна хмара Змієносця містить кілька світил типу B, які є дуже молодими, гарячими й випромінюють сильне ультрафіолетове випромінювання. Для детальних спостережень було обрано п’ять об’єктів, розташованих на різній відстані від цих масивних зір.
Інструмент MIRI дозволяє спостерігати астрономічні об’єкти в діапазоні довжин хвиль від 2 до 28 мікрометрів, охоплюючи кілька ліній молекулярного водню (H2), які не можна спостерігати із Землі через її атмосферу. James Webb є незамінним для такого типу спостережень, оскільки дозволяє спостерігати ці лінії навіть від дуже слабких об’єктів із високою роздільною здатністю.
Для астрономів H₂ — найважливіша молекула у Всесвіті. По-перше, вона є найпоширенішою: у середньому H₂ у 10 000 разів більше, ніж оксиду вуглецю — другої за поширеністю молекули в космосі.
Водночас структура H2 ускладнює її спостереження в молекулярних хмарах, оскільки температура занадто низька для збудження молекули. Однак викиди від молодих зір створюють ударні хвилі, які стискають і нагрівають речовину, створюючи яскраве випромінювання H2. Тому JWST/MIRI є ідеальним поєднанням для вивчення витоків від протозір.
Пошук джерела ультрафіолетового випромінювання
Аналіз спостережень JWST у сузір’ї Змієносця чітко демонструє наявність ультрафіолетового випромінювання поблизу протозір та їхніх витоків через вплив ультрафіолетового випромінювання на молекулярний водень. Це призводить до запитання: звідки походить це випромінювання? Чи пов’язане воно з процесами, що відбуваються в безпосередній близькості від протозорі?
Науковці почали з тієї гіпотези, що ультрафіолетове випромінювання походить від сусідніх масивних світил, які освітлюють місця народження наступного покоління зір. Астрономи використовували два методи для оцінки зовнішнього ультрафіолетового випромінювання. Перший базувався на властивостях навколишніх світил та їхній відстані від спостережуваних джерел. Другий базувався на пилу, який має здатність поглинати ультрафіолетове випромінювання та випромінювати його на довших хвилях.
«Використовуючи ці два методи, ми показали, що ультрафіолетове випромінювання — з точки зору зовнішніх умов — значно відрізняється між нашими протозорями, й тому ми повинні бачити відмінності в молекулярному випромінюванні. Як виявляється, ми їх не бачимо», — додає Скретас.
Отже, астрономам довелося відкинути гіпотезу про зовнішнє джерело випромінювання. Проте ультрафіолетове випромінювання присутнє в околицях протозорі, оскільки воно, безсумнівно, впливає на спостережувані молекулярні лінії. З цього науковці роблять висновок, що походження ультрафіолетового випромінювання має бути внутрішнім.
Наслідки для майбутніх досліджень утворення зір
Результати цього дослідження вказують на необхідність включення утворення ультрафіолетового випромінювання в моделі, що описують утворення зір. Майбутній аналіз спостережень JWST буде зосереджений не тільки на газі, а й на складі пилу та льоду, пропонуючи альтернативні способи обмеження походження ультрафіолетового випромінювання навколо протозір.
Збільшення кількості спостережуваних джерел, включаючи спостереження, що охоплюють весь обсяг витоків, стане вирішальним кроком у встановленні більш суворих обмежень щодо місць утворення ультрафіолетового випромінювання.
За матеріалами phys.org
