Po raz pierwszy odkryto dysk utworzony przez planetę wokół gwiazdy w innej galaktyce

(CNN) — Po raz pierwszy astronomowie dostrzegli młodą gwiazdę poza Drogą Mleczną, otoczoną gęstym dyskiem, w którym mogą tworzyć się planety.

Masywną gwiazdę HH 1177 i jej wirujący dysk odkryto w… duży Obłok Magellana, Pobliska galaktyka karłowata oddalona o około 160 tysięcy lat świetlnych. To bezprecedensowe odkrycie może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć powstawanie gwiazd i planet.

Nowonarodzona gwiazda powiększa swój rozmiar, pochłaniając materię z otoczenia. Gaz i pył gromadzą się na płaskim dysku wokół gwiazdy, zwanym dyskiem akrecyjnym, w wyniku działania silnych sił grawitacyjnych. Obracający się dysk przesuwa materię w stronę gwiazdy, która staje się coraz większa. Wraz ze wzrostem masy gwiazdy jej pole grawitacyjne staje się silniejsze, przyciągając do dysku więcej gazu i pyłu.

Masywna gwiazda taka jak HH 1177 żyje szybko i umiera młodo. Tworzy się szybciej, a jej czas życia stanowi zaledwie ułamek czasu życia gwiazdy takiej jak nasze Słońce, a ta krótsza skala czasowa utrudnia obserwację wczesnych stadiów masywnej gwiazdy w naszej galaktyce, gdzie zarówno gwiazda, jak i jej dysk są ukryty. Niewidoczny ze względu na zakurzony materiał, z którego jest wykonany.

Jednak materiał, z którego powstają gwiazdy wewnątrz Wielkiego Obłoku Magellana, różni się od tego, który można znaleźć w Drodze Mlecznej.

HH 1177 leży w gwiezdnym żłobku N180, który zawiera mniej pyłu i mniejszą zawartość metali. Gwiazdy nie przesłania kokon gazu i pyłu, co zapewnia odległy, ale wyraźny widok.

„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” – powiedziała główna autorka badania, dr Anna McLeod, profesor nadzwyczajny fizyki w Durham Uniwersytet. Uniwersytet w Wielkiej Brytanii – w oświadczeniu. „Wiemy, że dyski są niezbędne do powstawania gwiazd i planet w naszej galaktyce, a tutaj po raz pierwszy widzimy na to bezpośredni dowód w innej galaktyce”.

Astronomowie odkryli gwiazdę, której masę szacuje się na około 15 mas Słońca, korzystając z teleskopów Atacama Large Millimeter/submilimeter Array w Chile, znanej jako ALMA. Wyniki opublikowano w środę w czasopiśmie Nature.

Dynamiczna aktywność młodej gwiazdy

Obserwacje ALMA były kontynuacją poprzedniego odkrycia dokonanego przez Bardzo Duży Teleskop Europejskiego Obserwatorium Południowego. Instrument Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na teleskopie uchwycił strumień materii emanujący z młodej gwiazdy. HH 1177 odkryto głęboko w obłoku gazu w galaktyce.

„Wykryliśmy dżet wyłaniający się z tej masywnej młodej gwiazdy, a jego obecność jest oznaką ciągłej akrecji dysku” – powiedział McLeod.

Aby dowiedzieć się, czy wokół gwiazdy znajduje się dysk, zespół musiał zmierzyć, jak szybko gęsty gaz porusza się wokół gwiazdy.

Kiedy materia zostaje przyciągnięta przez młodą, rozwijającą się gwiazdę, nie spada ona bezpośrednio na ciało niebieskie. Zamiast tego materia spłaszcza się i krąży wokół gwiazdy, tworząc strukturę w kształcie dysku. Dysk obraca się szybciej w swoim środku. Różnica prędkości może pomóc astronomom określić, czy wokół gwiazdy utworzył się dysk.

Do odkrycia dysku pozagalaktycznego przyczyniło się wiele obserwatoriów. Gwiazdę i jej dżety odkryto po raz pierwszy za pomocą instrumentu MUSE należącego do Bardzo Dużego Teleskopu (po lewej i pośrodku). Obserwacje ALMA (po prawej) ujawniły wirujący dysk wokół gwiazdy.
ESO/SOL (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeoda i in.

„Częstotliwość światła zmienia się w zależności od tego, jak szybko gaz emitujący światło zbliża się do nas lub od nas” – powiedział dr Jonathan Henshaw, współautor badania i badacz z Liverpool John Morris University w Wielkiej Brytanii. oświadczenie. . „To dokładnie to samo zjawisko, które występuje, gdy syrena ambulansu zmienia wysokość dźwięku w miarę przejeżdżania obok, a częstotliwość dźwięku zmienia się z wyższej na niższą”.

Obserwacje ALMA umożliwiły szczegółowe pomiary rotacji dysku.

Młode gwiazdy nie są jedynymi zjawiskami niebieskimi, które zawierają dyski akrecyjne. Supermasywne czarne dziury mają również cienkie, gorące dyski materii, które krążą wokół nich i żerują na nich.

„Żyjemy w epoce szybkiego postępu technologicznego, jeśli chodzi o obiekty astronomiczne” – powiedział McLeod. „Możliwość badania powstawania gwiazd w tak niesamowitych odległościach i w innej galaktyce jest bardzo ekscytująca”.