Nye observationer giver indsigt i, om fødslen af ​​brune dværge tager et lignende forløb som stjerners

Stjerners fødsel er en kaotisk og dynamisk proces, især i den tidlige fase, som er karakteriseret ved komplekse gasstrukturer i form af spiraler og streamere. Sådanne strukturer kaldes "fødende filamenter", fordi de tilfører det gasformige materiale fra omgivelserne til den nyfødte stjerne, beslægtet med kosmiske navlestrenge.

Brune dværge er himmellegemer med masser mindre end en tiendedel af solens masse. Dette gør dem for små til at gennemgå kernefusion og skinne som stjerner. Før nu vidste forskerne ikke, om brune dværge dannes som sollignende stjerner eller ej.

En test af denne hypotese kræver observationer med høj følsomhed og høj vinkelopløsning af brune dværge i deres tidligste dannelsesstadier.

Et internationalt hold ledet af LMU-astrofysiker Dr. Basmah Riaz fra Universitetsobservatoriet München har nu opnået netop det:Forskerne udførte observationer af den ekstremt unge brune dværg, Ser-emb 16, ved hjælp af det meget sofistikerede ALMA-observatorium i Chile og offentliggjorde deres resultater. i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

"Vores observationer har afsløret spektakulære spiral- og streamerstrukturer i stor skala, som aldrig er set før mod en nyfødt brun dværg," siger Riaz. Filamenterne dækker et stort område på omkring 2.000-3.000 astronomiske enheder og er forbundet med Ser-emb 16. Der blev også set stofklumper omkring den, som i sig selv potentielt kunne udvikle sig til unge brune dværge.

"Disse observationer viser for første gang påvirkningen af ​​det ydre miljø, hvilket resulterer i asymmetrisk massetilvækst via tilførsel af filamenter til en brun dværg under fremstilling," siger astronomen.

Klumper sammen eller magnetiske kerner?

Spiralstrukturerne og streamerne giver vigtige spor om, hvordan brune dværge dannes. Efter at have simuleret mulige scenarier sammenlignede forskerne dem med data fra ALMA-observatoriet. De store strukturer kunne for eksempel forklares ved kollisioner af kollapsende klumper i et stjernedannende område. For at dette kan ske, skal sådanne kollisioner ske mindst én gang i løbet af stjernedannende kerners levetid.

"Vi har gennem nye numeriske simuleringer vist, at kollisioner udløser kollaps af selv små klumper for at danne brune dværge. Spiraler og streamere af forskellige størrelser og morfologier dannes på grund af, at kollisionerne sker sidelæns, ikke frontalt," siger medforfatter Dr. Dimitris Stamatellos fra University of Central Lancashire i England.

Hvis denne model er korrekt, indebærer den en dynamisk brun dværgdannelsesproces, der ligner sollignende stjerner, hvor kaotiske interaktioner i et stjernedannende miljø er almindelige fra en tidlig alder.

I et andet scenarie viste simuleringerne, at de observerede strukturer svarer til den store (pseudo)-skive omkring en meget ung brun dværg, hvor (pseudo)-skiven er blevet snoet ved rotationen af ​​den brune dværgkerne i nærværelse af en stærkt magnetfelt. Hvis denne model er korrekt, betyder det, at magnetfeltet spiller en vigtig rolle i dannelsen af ​​brun dværg.

"Vores ALMA-observationer giver et unikt indblik i de tidlige dannelsesstadier af brune dværge," siger Riaz. En sammenligning af observationerne med modellerne understøtter et gravitationelt indfaldsscenarie, som kan forklare den asymmetriske massetilvækst set i form af spiraler og streamers, set omkring dannelse af stjerner.

"Ser-emb 16 udgør derfor et unikt tilfælde af en brun dværg, der er fanget i færd med at dannes på en stjernelignende måde," forklarer professor Masahiro Machida fra Kyushu University i Japan, også medforfatter af undersøgelsen.

Flere oplysninger: B Riaz et al, Observationer af spiral og streamer på en kandidat proto-brun dværg, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae724

Journaloplysninger: Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society

Leveret af The Conversation