Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba uchwycił moment kształtowania się nowej gwiazdy

Spis treści:

1. Kosmiczne oko na podczerwień
2. Protogwiazda w welonie z pyłu
3. Narodziny jako kosmiczna archeologia

JWST przyjrzał się HH30 – protogwieździe odkrytej w 1993 roku przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. HH 30 jest tzw. obiektem Herbiga-Haro, czyli ciemnym obłokiem molekularnym. Protogwiazda znajduje się w gwiazdozbiorze Byka. Młody system gwiezdny osadzony jest w ciemnym obłoku LDN1551. Ten oddalony jest od Ziemi o około 450 lat świetlnych. Protogwiazdę otacza cienki i ciemny dysk materii, z którego wyrzucane są wysokoenergetyczne dżety. W jego centrum tego znajduje się nowo narodzona gwiazda. Sam dysk ma rozpiętość około 70 miliardów kilometrów i dzieli otaczającą mgławicę na dwie części.

Kosmiczne oko na podczerwień

Jako obiekt Herbig-Haro, jest idealnym celem dla JWST, badającego Wszechświat w podczerwieni. Teleskop ten należy do najbardziej zaawansowanych obserwatoriów kosmicznych, jakie kiedykolwiek zbudowano. Został wystrzelony 25 grudnia 2021 roku i krąży wokół punktu L2, oddalonego o około 1,5 miliona kilometrów od Ziemi. Jego lokalizacja za naszą planetą (względem Słońca) ma kluczowe znaczenie, ponieważ do skutecznej obserwacji w podczerwieni, czyli zakresie promieniowania cieplnego, konieczna jest osłona przed nadmiernym ogrzewaniem. W tym zadaniu częściowo pomaga sama Ziemia.

Teleskop ma 6,5-metrowe zwierciadło pokryte złotem i precyzyjne instrumenty, zdolne zajrzeć poprzez pył tam, gdzie dochodzi do formowania się gwiazd, galaktyk, a nawet atmosfer egzoplanet. Dał nam już niesamowite obrazy głębokiej przestrzeni kosmicznej, ujawniając galaktyki z wczesnego Wszechświata.

Zarejestrowany niedawno obraz HH30 przedstawia dysk protoplanetarny widziany od strony krawędzi, ze stożkowym wypływem gazu i pyłu. Ciemna linia przechodząca w poprzek środka to dysk nieprzezroczystego pyłu, za która ukrywa się gwiazda. Pasmo idące prosto w górę to dżet, podczas gdy inne wypływy tworzą rozbłyski powyżej i poniżej dysku oraz ogon odchodzący na bok.

Protogwiazda w welonie z pyłu

Zazwyczaj obiekty typu Herbig-Haro znajdują się w pobliżu protogwiazd i często są ustawione wzdłuż osi wypływów bipolarnych. Gdy strumienie przemieszczają się w przestrzeni z prędkością setek kilometrów na sekundę, wytwarzają fale uderzeniowe, które ogrzewają otaczający gaz, powodując jego świecenie w zakresie widzialnym i podczerwonym. Obiekty Herbig-Haro ewoluują przez kilka tysięcy lat w miarę interakcji dżetów ze zmieniającym się środowiskiem.

To m.in. spektakularne dżety bipolarne, które strzelają z protogwiazdy z dużą prędkością, sprawiają, że układ ten jest tak interesujący dla badaczy. Zespół astronomów połączył obrazy z JWST, HST i Atacama Large Millimetre Array (ALMA), aby móc zbadać wygląd dysku na wielu długościach fal.

JWST ze swoimi wyjątkowymi możliwościami prowadzenia obserwacji w podczerwieni pozwolił zespołowi na śledzenie lokalizacji ziaren pyłu o wielkości poniżej milimetra. Za to teleskop ALMA umożliwił zespołowi na dalsze badania. Za jego pomocą zbadano milimetrowe ziarna pyłu, ujawniając, że w przeciwieństwie do mniejszych ziaren pyłu, znajdowały się one w wąskim obszarze w płaszczyźnie dysku. Mniejsze ziarna były znacznie bardziej rozpowszechnione.

Analizy wykazały, że większe ziarna pyłu wydają się migrować w obrębie dysku i osadzać się w cienkiej warstwie. Uważa się, że jest to ważna część formowania się układów planetarnych, w których ziarna zbrylają się, tworząc mniejsze skały, a ostatecznie planety.

Narodziny jako kosmiczna archeologia

Badanie nie tylko ujawniło zachowanie ziaren pyłu w HH30, ale także odkryło szereg różnych struktur osadzonych jedna w drugiej. Zaobserwowano wąski strumień o dużej prędkości wyłaniający się z centralnego dysku. Strumień ten wydaje się być otoczony przez szerszy, bardziej stożkowaty wypływ gazu.

Możliwość obserwowania niejako „na żywo” tworzenia się gwiazdy, a dalej jej układu planetarnego, jest jak archeologiczna podróż do zarania Układu Słonecznego. To absolutnie niebywała okazja do przyjrzenia się, jak tworzą się gwiazdy, egzoplanety oraz ich grawitacyjna zależność. Dzięki takim fotografiom jak zaprezentowana, możemy po prostu zachwycić się pięknem kosmosu.

Źródło: Universe Today

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.