Pierścień gazu wokół młodej gwiazdy zaskoczył astronomów. Teleskop pokazał gigantyczną strukturę
Pierścień gazu wokół protogwiazdy wykrył zespół z Kyushu University i Kagawa University, analizując obserwacje obiektu MC 27/L1521F. Naukowcy opisują strukturę nieco cieplejszą od otoczenia i wiążą ją z „wyrzutami” materii oraz magnetyzmem dysku protogwiazdowego.
MC 27/L1521F to zimne, gęste skupisko gazu w Obłoku Molekularnym w Byku, jednym z najbliższych nam „żłobków” gwiezdnych. To właśnie tam badacze od dekady śledzą najwcześniejsze etapy narodzin gwiazd, zwykle ukrytych za zasłoną pyłu i gazu. Radioteleskop Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile pozwala zajrzeć za tę barierę i zobaczyć, jak materia organizuje się wokół dopiero rosnącej protogwiazdy.
W polu widzenia pojawiła się struktura, która natychmiast zwraca uwagę skalą: pierścień gazu o średnicy rzędu 1000 jednostek astronomicznych (150 mld km). W praktyce oznacza to rozmiar wielokrotnie przekraczający zasięg orbit planet w Układzie Słonecznym. Co istotne, ten pierścień nie jest jedynie „bardziej gęstą” częścią obłoku. Dane wskazują, że gaz w jego obrębie jest nieco cieplejszy od otoczenia, jakby coś dopiero co pobudziło go do intensywniejszego ruchu i podniosło temperaturę.
Gdy pole magnetyczne wypycha gaz i energię na zewnątrz
Zespół interpretuje ten obraz jako ślad gwałtownej reorganizacji w bardzo młodym układzie. Protogwiazda rośnie, zasysając materiał z otoczenia, a jednocześnie otaczający ją dysk gazowo-pyłowy pozbywa się nadmiaru energii i części ładunku magnetycznego. W tym scenariuszu dysk nie jest spokojną, płaską strukturą, która powoli gęstnieje. To środowisko dynamiczne, w którym materia i pole magnetyczne potrafią przemieszczać się skokowo.
Mechanizm ma dwa kluczowe elementy. Po pierwsze, dochodzi do wyrzutów materii oraz strumienia magnetycznego z rejonu dysku. Po drugie, taka gwałtowna redystrybucja może generować fale uderzeniowe, które ogrzewają gaz, pozostawiając po sobie cieplejszy ślad w obserwacjach. Badacze porównują to zjawisko do serii krótkich, intensywnych „kichnięć”, dzięki którym młoda gwiazda uwalnia nadmiar energii i może dalej rosnąć w sposób sprzyjający stabilnemu formowaniu.
– Bardzo nas zaskoczyły te wyniki, ponieważ nie spodziewaliśmy się znaleźć tak wyraźnego pierścienia. Byłem tak podekscytowany, że napisałem tę pracę naukową w ciągu dwóch, trzech dni – opowiada główny autor badań, dr Kazuki Tokuda z Uniwersytetu Kagawa.
Nowy wynik dopina ważną klamrę z wcześniejszymi obserwacjami tej samej grupy. Wcześniej naukowcy widzieli w dysku protogwiazdy drobniejsze, przypominające kolce struktury o rozmiarach około 10 jednostek astronomicznych, również wiązane z aktywnością magnetyczną i wyrzutami. Teraz analogiczny ślad pojawia się w skali o dwa rzędy wielkości większej: zamiast subtelnych zarysów przy samym dysku widać rozległy, pierścieniowy układ gazu.
Co to zmienia w opowieści o narodzinach gwiazd?
W astronomii wczesne fazy formowania gwiazd są trudne do uchwycenia nie tylko dlatego, że są protogwiazdy są przesłonięte pyłem. Procesy te trwają krótko, a wiele z nich zachodzi równolegle: akrecja, odpływy materii, zmiany w polu magnetycznym i turbulencje. Wyraźny pierścień przy bardzo młodym obiekcie sugeruje, że takie epizody mogą zostawiać po sobie duże, obserwowalne struktury, a ruch gazu bywa jednocześnie uporządkowany i chaotyczny.
Zespół zapowiada dalsze obserwacje z wykorzystaniem teleskopu ALMA, lecz o wyższej rozdzielczości. Uczeni chcą sprawdzić, co kryje się wewnątrz pierścienia i jak dokładnie przebiega transport materii oraz strumienia magnetycznego. Równolegle badacze chcą przeszukać archiwum ALMA w poszukiwaniu podobnych sygnałów wokół młodych gwiazd w innych rejonach. Jeśli takie pierścienie okażą się częstsze, mogą stać się jednym z kluczy do zrozumienia, jak rodzą się gwiazdy podobne do Słońca: nie w ciszy, lecz w serii dynamicznych, energetycznych przełomów, które kształtują ich przyszłość już w najwcześniejszych chwilach istnienia.