Радиодрама рождения звезды

Недостроенный радиотелескоп раскрыл тайны рождения звезды

Новейшая радиообсерватория ALMA позволила проникнуть в тайну рождения звезды

Фотография: eso.org

Астрономам удалось детально рассмотреть бурный процесс, сопровождающий рождение звезды. Для этого они использовали новейший радиотелескоп, не дожидаясь его окончательного ввода в строй.

Новейшая радиоастрономическая обсерватория ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) начала радовать астрономов беспрецедентными по разрешению снимками далеких объектов, еще даже не заработав в полную силу. Уникальный инструмент, работающий в режиме радиоинтерферометра из 66 «тарелок», строится на высокогорном плато Чахнантор в Чили, и в октябре, когда запланирован окончательный ввод астрономического проекта в строй, он станет самым крупным на Земле.

Однако, не дожидаясь этого момента, астрономы уже активно используют небывало зоркий прибор, который позволяет им всматриваться в те объекты, которые раньше в лучшем случае были видны в виде размытого пятна.

Одним из них оказался загадочный объект HH 46/47, находящийся в 1400 световых годах от Земли, в созвездии Паруса.

Объекты Хербига — Аро, к классу которых он принадлежит, давно вызывают интерес у астрономов, изучающих процессы звездообразования. Они названы в честь астрономов Джорджа Хербига и Гильермо Аро. Изучая процессы звездообразования, ученые независимо друг от друга в середине XX века заключили, что эти, как правило, биполярные выбросы, наблюдаемые в разных участках неба, — побочные продукты рождения звезд. Ориентация каждой из струй вещества в пространстве позволяет судить о том, в каком направлении происходит выброс вещества.

В течение долгого времени среди астрономов шли дискуссии о том, является ли свет этих объектов отраженным светом близких к туманностям звезд или же туманности сами порождают это излучение. Сегодня ответ на этот вопрос дан: большая часть излучения рождается в самих газопылевых выбросах — в ударных волнах, сопровождающих процесс звездообразования. Эти ударные волны возникают, когда сжимаемые действием гравитации

пыль и газ разогреваются и вырываются в противоположные стороны со скоростями до нескольких миллионов километров в час, образуя два диаметрально противоположных джета.

Объект HH 46/47 наблюдался и ранее — в оптическом, инфракрасном и миллиметровом диапазоне. Однако недостаточная четкость снимков не позволяла рассмотреть детали выбросов, оценить массу туманности и скорость разлета вещества.

Ученые под руководством Гектора Арса из Йельского университета (США) при помощи недостроенного телескопа ALMA провели первые в мире радиоинтерферометрические наблюдения этого объекта, достигнув рекордного разрешения в 3 угловые секунды.

Восстановив изображение по отдельным точкам (радиотелескоп сам в принципе не может дать прямой снимок астрономического объекта), ученые впервые увидели детали двух направленных в разные стороны джетов, один из которых движется в сторону Земли, другой – от нас. Удаляющийся от нас джет ранее был недоступен для наблюдений из-за того, что новорожденная звезда скрыта от нас пылевыми облаками. Сверхчеткое изображение объекта HH 46/47 позволило не только увидеть детали разлета вещества, но и оценить его скорость – она оказалась больше рассчитанной ранее (30 км/c для голубого, направленного на Землю джета и 40 км/c для противоположного).

«Великолепная чувствительность телескопа ALMA позволила обнаружить ранее невидимые особенности этого источника. Похоже, он является ярким примером и моделью того, как молекулярный выброс генерируется «ветром», дующим под широкими углами из новорожденной звезды», — пояснил Арс, автор работы, принятой к публикации в журнале Astrophysical Journal.

Наблюдения проводились с декабря 2011-го по январь 2012 года в ходе так называемого нулевого цикла работы обсерватории. В наблюдениях принимали участие от 16 до 18 подвижных антенн, база радиоинтерферометра изменялась от 12 до 277 метров.

Примечательно, что в сумме время наблюдений составило всего пять часов – в десятки раз меньше времени, которое понадобилось бы на эту работу любым другим существующим радиотелескопам.

Ученые рассчитали, что масса всего выброшенного в обе стороны вещества составляет порядка 0,4 массы Солнца.
«Система HH 46/47 похожа на большинство изолированных маломассивных звезд в период своего рождения. Но вместе с тем она и необычна тем, что струя вещества прямо сталкивается с облаком по одну сторону молодой звезды и выходит из облака по другую. Таким образом, этот объект идеален для изучения воздействия звездного ветра на родительское облако, из которого формируется молодая звезда», — считает соавтор работы Диего Мардонес.