Пылевые столбы в туманности Киля. Астрономы заглядывают внутрь столпов Киля, чтобы получить новые подробности о звездорождении. Авторы и права: НАСА, ЕКА и Проект «Наследие Хаббла» (STScI/AURA). Благодарность: М. Ливио (STScI) и Н. Смит (Калифорнийский университет, Беркли).
Туманности, в которых образуются звезды, — это оживленное место. К сожалению, облака газа и пыли обычно скрывают действие. Чтобы пробиться сквозь пыль в одном из таких регионов, команда астрономов использовала Большую миллиметровую решетку Атакамы (ALMA). Они заглянули внутрь Столпов туманности Киля и изучили молекулярные потоки (или струи), исходящие от объектов в этой знаменитой колыбели рождения звезд.
Кандидат наук. Студент Джованни Кортес-Рангель из Института радиоастрономии и астрофизики в Мексике вместе с другими членами команды из Мексики и Японии захотел узнать больше о действиях внутри этих колонн. В этих столбах и в окружающей их туманности происходит много всего. Во-первых, в этом регионе доминирует пара массивных звездных скоплений. Трамплер 14 и Трамплер 16 содержат десятки горячих молодых звезд О-типа, которые излучают огромное количество ионизирующего ультрафиолетового излучения.
Это излучение омывает близлежащие области туманности, освещает и формирует пылевые столбы. Это, в свою очередь, помогает выявить наличие протозвезд, их протопланетных дисков и джетов. Учитывая активность рождения звезд и фотодиссоциацию облака из-за УФ-излучения, это определенно экстремальная среда. Но благодаря этому излучению астрономы могут сосредоточиться на новорожденных звездах и дисках, чтобы понять, что происходит за пылевой завесой.
Отслеживание ярких источников в столбах
Результат исследований команды показывает массы околозвездных дисков вокруг вновь формирующихся звезд. Им также удалось измерить степень связанных с этим молекулярных оттоков или струй. Команда пришла к выводу, что источниками этих джетов являются протозвезды малой или средней массы. По мере формирования молодых звезд падающее вещество нагревается и выбрасывается биполярным потоком вдоль оси вращения протозвезды. В конце концов струи врезаются в газ и пыль яслей звездного рождения. Столкновения возбуждают газы в туманностях и заставляют их светиться. Эти струи движутся очень быстро, до сотен тысяч километров в час.
На этом изображении космического телескопа «Хаббл» НАСА/ЕКА показано звездное скопление Трамплер 14. Это одно из крупнейших скоплений горячих, массивных и ярких звезд в Млечном Пути. В этом скоплении находятся одни из самых ярких звезд во всей нашей галактике. Излучение этих звезд разъедает близлежащие столбы туманности Киля. С разрешения НАСА/ЕКА/STScI.
Астрономы называют возбужденные облака газа и пыли, связанные с протозвездами, объектами Хербига-Аро. Это яркие туманности внутри более крупных туманностей, которые существуют благодаря новорожденным звездам. Они названы в честь Джорджа Хербига и Гильермо Аро, которые впервые изучили их очень подробно. По сути, они являются частью процесса рождения звезд.
Молодые звезды в столбах Киля проявились и в других инфракрасных и субмиллиметровых измерениях местности. В некоторых случаях несколько предполагаемых протозвезд связаны с дополнительной реактивной активностью. В целом, эта область рождения звезд выглядит оживленным местом, изобилующим новорожденными звездами, скрытыми в облаках газа и пыли. Кортес-Рангель и его коллеги подробно изучили шесть колонн Киля, изучая источники, связанные со встроенными объектами Хербига-Аро. Их результаты были опубликованы на сервере препринтов arXiv.
Понимание объектов Хербига-Аро в Carina
В данных ALMA команда обнаружила несколько компактных источников, испускающих излучение миллиметрового диапазона. Это объекты Хербига-Аро HH 666, HH 1004, HH 1006, HH 1010 и HH 1066. Они также обнаружили выбросы угарного газа, связанные с этими объектами. Действие этих объектов HH довольно интенсивное. Например, струи HH 666 простираются как минимум на 10 световых лет от источника. Сами струи кажутся искривленными и создают большие ударные волны, когда они врезаются в окружающую туманность.
HH 666, вероятно, самый известный из этих объектов. Оно довольно хорошо известно и наблюдалось в видимом и инфракрасном свете, а также на миллиметровых волнах. Он содержит протозвезду, которая, вероятно, является источником обширной оптической струи. Наблюдения космического телескопа «Хаббл» с использованием Advanced Camera for Surveys выявили размеры струи и показали, что скрыто внутри ее основной колонны.
Объект Хербига-Аро HH 24, увиденный космическим телескопом Хаббла, когда он изображал ясли рождения звезд в созвездии Ориона. В Галактике Млечный Путь существует более тысячи. Недавние исследования были сосредоточены на таких объектах в столбах Киля.
Зачем изучать оттоки в столбах?
Идея этого набора наблюдений (основанного на предыдущих работах Кортеса-Рангеля и других) состоит в том, чтобы понять сложную деятельность внутри колонн. Вот почему команда решила использовать ALMA, чтобы выявить объекты HH, их «захватывающие источники» (то есть струи) и их околозвездные диски. Эти данные позволили им взглянуть изнутри на физические условия внутри столбов и увидеть, как суровая радиационная среда влияет на эволюцию молодых звезд и их возможных планетных питомников.
Истечения самих молодых звезд вырезают пустоты в столбах. На основе этого и других наблюдений команда подсчитала, что фотоиспарение может разрушить столбы всего за 100 000–миллион лет. Как только столбы исчезнут, околозвездные диски вокруг вновь формирующихся внутри звезд подвергнутся воздействию радиации скоплений Трамплера. Скорее всего, они превратятся в протопланетные диски (подобные тем, что наблюдаются в Орионе) в довольно короткие сроки, поскольку радиация их формирует.
А как насчет формирования планет?
Поскольку планеты формируются внутри околозвездных дисков и протопланетных дисков вокруг звезд, возникает еще один вопрос: как эта среда повлияет на формирование планет? Команда Кортеса-Рангеля также изучала возможности формирования планет внутри этих целевых центров рождения звезд.
Они обнаружили, что формирование планет возможно в среде столбов. Это потому, что даже с учетом фотоиспарения дисков вокруг вновь образующихся звезд может остаться достаточно массы пыли для формирования планет. Они рассчитали значения от 0,01 до 0,7 солнечных масс оставшегося материала. Этого материала достаточно, и команда предполагает, что планеты либо сформировались в этом регионе, либо активно формируются. Будущие наблюдения, возможно, позволят найти больше доказательств существования этих зарождающихся миров.
Эти измерения служат руководством для изучения других оживленных областей рождения звезд в галактике с использованием измерений миллиметровой длины волны. АЛМА идеально подходит для того, чтобы «прорезать» облака газа и пыли, сопровождающие рождение звезд. Как показывает это исследование, оно также позволяет астрономам налагать больше ограничений на физические условия, сопровождающие создание новых звезд и планет.
Информация от: Universe Today
