Ученые изучили потоки вещества у молодой звезды в темной туманности CB26 по данным радионаблюдений и моделированию.
Схематическая иллюстрация аккреционного диска и вращающегося дискового ветра у молодой звезды / © T. Müller, R. Launhardt (MPIA)
Новые звезды начинают свое формирование, когда плотное облако космического газа сжимается под действием собственного гравитационного притяжения. Плотность увеличивается, температура растет, запускается термоядерная реакция, и звезда начинает светить. Проблема кроется во вращении.
Облака космического газа не неподвижны, они вращаются. И когда газ сжимается, по закону сохранения момента импульса их вращение ускоряется. Чем сильнее вращение, тем больше центробежная сила: получается, газ должен вылетать из области еще до появления звезды. Это несоответствие называют «проблемой углового момента при формировании звезд».
Ее решение нашли еще 1980-х годах. Молодым светилам «помогают» аккреционные диски. «Падающая» в звезду материя формирует вокруг объекта вращающийся диск. В этих экстремальных условиях часть газа в диске превращается в плазму. Вращаясь, она создает магнитное поле, которое, в свою очередь, влияет на потоки плазмы. В результате те порой «налетают» на молекулярный газ диска и уносят его с собой вовне. Эти потоки частиц и называют «дисковым ветром».
Дисковый ветер способен значительно снизить угловой момент диска, замедлить его вращение и ослабить центробежные силы, что решает проблему углового момента. Вот только подтвердить эту гипотезу наблюдениями не удавалось — даже ближайшую молодую звезду очень сложно разглядеть в таких подробностях.
Примерно в 460 световых годах от Земли, в небольшом водородном облаке CB26, находится одна из ближайших зарождающихся звезд. В 2009 году Ральф Лонхарт (Ralf Launhardt) и его коллеги из Института астрономии Макса Планка (Германия) смогли увидеть у нее истечение газа. Но разрешения тех наблюдений не хватило на то, чтобы определить, насколько далеко от звезды простирается этот «дисковый ветер» — а значит, насколько сильно он влияет на вращение диска.
Поэтому ученые повторили наблюдения, уже с другой конфигурацией интерферометра Плато-де-Бюре (Франция), используя радиоантенны, расположенные на более дальнем расстоянии. Эти данные они подкрепили физико-химической моделью диска, которая позволила отделить влияние «ветра» от влияния самого диска. В результате исследователям удалось определить параметры конусообразного дискового ветра.
Вблизи диска диаметр конуса, образуемого ветром, составил от 20 до 45 астрономических единиц (расстояние от Солнца до Земли). Для сравнения: Нептун находится примерно на 30 астрономических единицах от нашей звезды. Причем ученые предполагают, что площадь «рождения» ветра может покрывать всю внутреннюю часть аккреционного диска — от 10 до 80 астрономических единиц, линии замерзания CO. Потоки ветра простираются на 600 астрономических единиц «вниз» и на 300 астрономических единиц «вверх» от аккреционного диска. Этого более чем достаточно для того, чтобы сильно замедлить вращение.
Свои расчеты авторы проверили на девяти моделях «дискового ветра» молодых звезд, построенных по косвенным данным в различных исследованиях, опубликованных за прошедшее десятилетие. Судя по всему, в течение первых десятков тысяч лет площадь «рождения» дискового ветера остается довольно небольшой, а потом вырастает в масштабе. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Astronomy & Astrophysics.
Тем временем интерферометр Плато-де-Бюре получил апгрейд. В новой обсерватории Noema установлено 12 антенн вместо шести. Это самый мощный радиотелескоп в Северном полушарии. И авторы исследования CB26 уже планируют новые наблюдения за объектом.
