Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Et voksende stjernesystem direkte fodret af moderskyen

I en afstand af kun omkring 1000 lysår, de unge stjernedannende systemer i Perseus molekylære sky kan observeres i detaljer med højopløselige teleskoper. Systemet studeret i dette arbejde, kaldet Per-emb-2 (IRAS 03292+3039), er placeret i boksen markeret på billedet. Kredit:MPE

For første gang, astronomer har observeret et transportbånd fra udkanten af ​​en stjernedannende tæt sky, der direkte afsætter materiale nær et par unge, der danner stjerner. Forskere ved det tyske Max Planck Institut for Ekstraterrestrisk Fysik (MPE) og det franske Institut de Radioastonomie Millimétrique (IRAM) fandt ud af, at gasbevægelser i transportbåndet, døbt en "streamer, "hovedsageligt adlyde tyngdekraften i den inderste del af kernen, nær protostjerneparret. Streameren leverer en stor mængde gas med kemikalier, der for nylig er produceret i moderskyen, der omgiver det stjernedannende område, direkte til de unge protostjerner i midten af ​​kernen. Disse resultater er slående beviser på, at det store miljø omkring dannelsen af ​​stjerner har en vigtig indflydelse på dannelsen og udviklingen af ​​små skiver.

I det generelle billede af stjernedannelse, et tæt og koldt område (kaldet en konvolut) dannes inde i en meget større og mere luftig molekylær sky. Skymateriale hvirvler og flyder indad mod midten af ​​konvolutten, hvor en fremtidig stjerne vil blive født, materialet bliver endnu mere tæt og flader til en skive. Unge protostjerner i midten af ​​skiven føder og får deres masse direkte fra skiven. Nu, for allerførste gang, en lys streamer af materiale, der forbinder den yderste del af hylsteret med det indre område, hvor der dannes skiver, er blevet observeret i Perseus Molecular Cloud. Når streameren hjælper med at forsyne diskskalaområdet med mere materiale, efterhånden som det forbruges af det binære system, moderskyen kan fortsætte med at hjælpe de unge protostjerner og deres protoplanetariske skiver med at vokse.

"Numeriske simuleringer af diskdannelse fokuserer normalt på enkelte protostjernesystemer, " forklarer Jaime Pineda fra MPE, der leder undersøgelsen. "Vores observationer tager ideen et skridt videre, ved at studere en streamer af kemisk frisk materiale fra store afstande ned til skalaer, hvor vi forventer, at der dannes en skive omkring et tæt par unge protostjerner." Astronomerne brugte Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) til at studere den unge Per-emb-2 (IRAS 03292+3039) proto-stjerner binært system. Det binære system har vist en vis variation eller flimren i tidligere observationer, antyder, at det kan være et interessant mål at studere miljøets indvirkning på stjernedannelse i lille skala.

Billede af "streameren", der fodrer kemisk friskt materiale fra en afstand på omkring 10, 500 AU til protostjernen i midten af ​​billedet. De tre billeder bruger forskellige molekyler som sporstoffer, angivet i øverste højre hjørne, og alle viser streameren i aktion. Farvekodningen er i henhold til den integrerede intensitet af signalet. Kredit:MPE

Holdet observerede flere molekyler, hvilket gjorde det muligt for dem at måle gasbevægelserne og opdage en strøm af materiale langs streameren fra de ydre områder af konvolutten i en afstand på omkring 10, 500 AU ned til den skivedannende vægt. Både placeringerne og hastigheden af ​​gassen var godt matchet af en teoretisk model af en strøm af materiale, der falder frit fra store til små skalaer, bekræfter, at streamerens dynamik er styret af den mest tætte centrale region af systemet. "Det er ikke så ofte, at teori og observationer matcher så tydeligt. Vi var spændte på at se denne bekræftelse af, hvad teleskopets billeder forsøgte at fortælle os, " siger medforfatter Dominique Segura-Cox fra MPE. Estimater af massen af ​​materiale strømmet ind i den indre kerne varierer fra 0,1 til en solmasse, hvilket er en væsentlig brøkdel af den samlede masse i den tætte stjernedannende tætte sky (ca. tre solmasser).

Dette plot viser hastigheden af ​​materialet i streameren, hvor blå (rød) angiver en relativt lille (høj) hastighed i forhold til kernen, det inderste gravitationsbundne område af det nydannede stjernesystem. Hastighedsfeltet er glat og viser en tydelig hastighedsgradient, demonstrerer en jævn strøm af materiale fra store til små skalaer. Kredit:MPE

"Streameren skal faktisk bringe kemisk frisk materiale ind fra de ydre områder på en relativt kort tidsskala, " tilføjer Pineda. "Den klare identifikation af et så stort reservoir af frisk materiale i næsten frit fald er bemærkelsesværdig." Dette viser tydeligt, at nyt materiale kan forme morfologien og bevægelserne af gassen i unge stjernesystemer. "Den kemiske sammensætning af de voksende og udviklende protoplanetariske skiver vil også blive påvirket af dette nye fænomen." slutter Paola Caselli, direktør hos MPE og en del af teamet. "Molekylet, der gjorde det muligt for os at opdage streameren, har tre kulstofatomer (HCCCN), som derefter vil være tilgængelig for at berige organisk kemi (på vej mod præ-biotiske forbindelser) i fasen af ​​planetsamling." Denne nye måde at levere materiale til den centrale region har vigtige konsekvenser for den måde, unge diske dannes og vokser på. Imidlertid, det er stadig uklart, hvor hyppigt og hvor længe denne proces kan forekomme i udviklingen af ​​unge stjernesystemer, så der er behov for mere detaljerede observationer af unge protostjerner.


Varme artikler