Astronomowie odkryli nowo formujący się układ poczwórnych gwiazd

W zaskakującym odkryciu, międzynarodowy zespół ALMA Survey of Orion Planck Galactic Cold Clumps (ALMASOP) zaobserwował niedawno młody, poczwórny system gwiazd w obszarze gwiazdotwórczym w gwiazdozbiorze Oriona. Odkrycia dokonano podczas przeglądu 72 gęstych jąder w Wielkich Obłokach Molekularnych Oriona (GMC) przy użyciu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile. Obserwacje te dostarczają przekonującego wyjaśnienia pochodzenia i mechanizmów powstawania układów podwójnych i wielokrotnych gwiazd.

Zespołem kierował prof. Liu Tie z Shanghai Astronomical Observatory (CAS-SHAO). Dołączyli do niego naukowcy z CAS-SHAO, School of Astronomy and Space Science (CAS-SASS), NRC Herzberg Astronomy and Astrophysics, National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI), Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA), NSF NOIRLab’s International Gemini Observatory , Obserwatorium i Planetarium Armagh, Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA oraz wiele uniwersytetów i instytutów.

Wśród astronomów i astrofizyków dobrze znany jest fakt, że około połowa gwiazd w Drodze Mlecznej znajduje się w układach podwójnych. Wiedza o tym, jak powstaje wiele systemów gwiezdnych, jest niezbędna do zrozumienia ewolucji galaktyk, formowania się planet i pojawiania się życia. Najszerzej akceptowana teoria dotycząca formowania się gwiazd (hipoteza mgławicowa) stwierdza, że gwiazdy powstają w najgęstszych obszarach obłoków molekularnych (“gęsty rdzeń”). Podczas gdy teoria ta bardzo dobrze wyjaśnia poszczególne systemy gwiezdne, mechanizmy, które napędzają powstawanie układów wielogwiazdowych, nie są jeszcze dobrze poznane.

Obecnie uważa się, że wiele układów gwiezdnych powstaje w wyniku fragmentacji jąder chmur podczas ich wczesnej ewolucji, ale historycznie brakuje obserwacji. Aby zbadać tę tajemnicę, zespół ALMASOP zbadał 72 młode i zimne jądra w GMC w gwiazdozbiorze Oriona pod kątem emisji cieplnej odpowiadającej długości fali 1,3 mm – w zakresie ekstremalnie wysokich częstotliwości (EHF).
Obserwując gęste zimne jądro w Orionie B GMC około 1 500 lat świetlnych od Ziemi (oznaczone jako G206.93-16.61E2), zaobserwowali układ czterech obiektów gwiezdnych.

Obserwacje ALMA obszaru gwiazdotwórczego G206.93-16.61E2, pokazujące emisję 1,3 mm (niebieski) i wypływ molekularny CO (pomarańczowy). Źródło: SHAO / Qiuyi Luo et al. (2023)

Składały się one z dwóch protogwiazd i dwóch koncentracji gazu, które prawdopodobnie ulegną grawitacyjnemu kolapsowi w najbliższej przyszłości. Ponadto zaobserwowali, że największa odległość między czterema obiektami w systemie wynosiła około 1 jednostek astronomicznych (AU), ponad 000 razy więcej niż odległość między Słońcem a Neptunem (33 AU). Kontrastuje to z ostatnim przypadkiem, gdy poczwórny system został zaobserwowany w 30 roku przez inny międzynarodowy zespół korzystający z ALMA. W tym przypadku zespół odkrył młodą protogwiazdę i trzy grawitacyjnie związane gęste obłoki gazu, które uformowały nowe gwiazdy w ciągu ~2015 40 lat.

W tym przypadku jednak obserwowany poczwórny system miał szeroką odległość znacznie większą niż 1 jednostek astronomicznych (AU). Widma emisji pyłu ujawniły również kilka wydłużonych struktur przypominających wstęgę, które wiązały cztery obiekty razem i rozciągały się na zewnątrz. Aby określić rolę odgrywaną przez te struktury, zespół przeprowadził symulację numeryczną, w której porównano podobny poczwórny system z tym, który obserwowali. Na podstawie wyników zespół teoretyzuje, że te przedłużone wstążki mogą być “lejkami”, które transportują gaz z zewnętrznej otoczki jądra do protestujących i łączą nowonarodzone gwiazdy.

G205.46-14.56 grudka zlokalizowana w kompleksie chmur molekularnych Oriona. Żółte kontury reprezentują gęste jądra odkryte przez JCMT, a powiększone zdjęcia pokazują 1,3 mm emisję kontinuum obserwacji ALMA. Źródło: Qiuyi Luo et al. (2022).

Luo Qiu-yi, doktorant w SHAO i pierwszy autor badania:

Wyjątkowa kompaktowość i bliskość tego systemu jest fascynującym odkryciem. Analiza sugeruje, że jest bardzo prawdopodobne, że w przyszłości układ ten utworzy grawitacyjnie związany poczwórny układ gwiezdny. Nie mamy wyjaśnienia, w jaki sposób wypływy gazu rozprzestrzeniają się, ponieważ mogą być splątane z procesami akrecji gazu członków systemu. Badanie to podkreśla skomplikowane interakcje między członkami w formującym się systemie gwiazd wyższego rzędu.

Symulacja potwierdza, że te wstążki mogą służyć jako wielkoskalowe strumienie akrecyjne. Tak więc dwie kondensacje gazu w układzie mają potencjał do uformowania gwiazdy polegającej na zasilaniu tych wstęgami kontinuum. Strumienie akrecyjne mogą również fragmentować się i dalej tworzyć nowe gwiazdy.dodał prof. Liu.

Wreszcie, obserwacje ujawniły skomplikowane wypływy gazu spowodowane wiatrami gwiazdowymi generowanymi przez protogwiazdy w systemie, powodując utratę części akreującego gazu i pyłu. Podobnie jak w przypadku zaobserwowanych wokół aktywnych jąder galaktycznych (AGN), gdzie wiatry generowane przez supermasywną czarną dziurę (SMBH) wypychają materię z centrum galaktyki, może to wpłynąć na ewolucję tego układu. Przyszłe obserwacje za pomocą ALMA i innych obserwatoriów milimetrowych/submilimetrowych, naukowcy mają nadzieję ujawnić więcej szczegółów na temat układów wielogwiazdowych w procesie formowania.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową