Поразительное новое изображение Уэбба, показывающее выравнивание биполярных струй, подтверждает теории звездообразования

Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, K. Pontoppidan (NASA's Jet Propulsion Laboratory), J. Green (Space Telescope Science Institute)

Впервые явление, которое астрономы давно надеялись запечатлеть напрямую, было запечатлено камерой ближнего инфракрасного диапазона космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА/ЕКА/ККА (NIRCam). На этом потрясающем изображении туманности Змеи открытие находится в северной части этой молодой, расположенной неподалеку области звездообразования.

Астрономы обнаружили интригующую группу протозвездных потоков, образующихся, когда струи газа, извергающиеся из новорожденных звезд, сталкиваются с близлежащим газом и пылью на высоких скоростях. Обычно эти объекты имеют различную ориентацию в пределах одного региона. Здесь же они все наклонены в одну и ту же сторону, в одинаковой степени, как мокрый снег, льющий во время грозы.

Открытие этих выровненных объектов, ставшее возможным только благодаря исключительному пространственному разрешению и чувствительности Уэбба в ближнем инфракрасном диапазоне, дает информацию об основах рождения звезд.

Итак, как же расположение звездных струй связано с вращением звезды? Когда межзвездное газовое облако схлопывается само по себе, образуя звезду, оно вращается быстрее. Единственный способ продолжить движение газа внутрь — это удалить часть спина (так называемого углового момента).

Вокруг молодой звезды формируется диск материала, транспортирующий материал вниз, подобно водовороту вокруг водостока. Вихревые магнитные поля во внутреннем диске запускают часть материала в двойные струи, которые выстреливают наружу в противоположных направлениях, перпендикулярно диску материала.

На изображении Уэбба эти струи обозначены ярко-красными комковатыми полосами, которые представляют собой ударные волны, возникающие при столкновении струи с окружающим газом и пылью. Здесь красный цвет указывает на наличие молекулярного водорода и окиси углерода. Уэбб может получить изображения этих чрезвычайно молодых звезд и их истечений, которые ранее были заблокированы в оптических длинах волн.

Астрономы говорят, что есть несколько сил, которые потенциально могут изменить направление истечения в этот период жизни молодой звезды. Один из способов заключается в том, что двойные звезды вращаются вокруг друг друга и колеблются в ориентации, со временем меняя направление потоков.

Звезды туманности Змеи

Туманности Змеи всего один или два миллиона лет, что очень молодо по космическим меркам. В центре этого изображения также находится особенно плотное скопление вновь формирующихся звезд (возрастом около 100 000 лет), некоторые из которых в конечном итоге вырастут до массы нашего Солнца.

Змея — это отражательная туманность, что означает, что это облако газа и пыли, которое не создает свой собственный свет, а вместо этого сияет, отражая свет звезд, близких к туманности или внутри нее.

Итак, по всему региону на этом изображении волокна и пучки разных оттенков представляют собой отраженный звездный свет от все еще формирующихся протозвезд внутри облака. В некоторых местах перед этим отражением находится пыль, которая здесь имеет оранжевый рассеянный оттенок.

Этот регион был домом для других случайных открытий, в том числе взмахивающей «Тени летучей мыши», которая получила свое название, когда в 2020 году данные космического телескопа «Хаббл» НАСА/ЕКА показали, что она колеблется или смещается. Эта особенность видна в центре изображения Уэбба.

Будущие исследования

Потрясающее изображение и случайное открытие совмещенных объектов на самом деле являются лишь первым шагом в этой научной программе. Теперь команда будет использовать NIRSpec (ближний инфракрасный спектрограф) Уэбба для исследования химического состава облака.

Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, K. Pontoppidan (NASA's Jet Propulsion Laboratory), J. Green (Space Telescope Science Institute)

Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, K. Pontoppidan (NASA's Jet Propulsion Laboratory), J. Green (Space Telescope Science Institute)

Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, K. Pontoppidan (NASA's Jet Propulsion Laboratory), J. Green (Space Telescope Science Institute)

Астрономы заинтересованы в определении того, как летучие химические вещества выдерживают образование звезд и планет. Летучие вещества — это соединения, которые сублимируются или переходят из твердого состояния непосредственно в газ при относительно низкой температуре, включая воду и окись углерода. Затем они сравнит свои результаты с количествами, обнаруженными в протопланетных дисках звезд аналогичного типа.

Эти наблюдения были сделаны в рамках программы 1611 General Observer Уэбба (PI: К. Понтоппидан). Первоначальные результаты команды были опубликованы в Astrophysical Journal.

Больше информации: Study: Joel D. Green et al, Why are (almost) all the protostellar outflows aligned in Serpens Main? (2024)

Источник: European Space Agency