Процесс формирования звезд долгое время скрывал фундаментальную загадку, известную как «проблема углового момента». Звезды рождаются из гравитационного коллапса плотных облаков газа и пыли. Вокруг новорожденной звезды, или протозвезды, формируется вращающийся аккреционный диск, из которого она черпает массу для своего роста. Однако, если бы вся вращательная энергия диска сохранялась, его центробежная сила помешала бы веществу упасть на центральную звезду. Теоретически, эту проблему решают протозвездные джеты — мощные струи вещества, выбрасываемые из системы и уносящие избыточный угловой момент.
Основная сложность в подтверждении этой гипотезы заключалась в невозможности наблюдать точку запуска джетов. Эта область находится чрезвычайно близко к протозвезде и скрыта плотной завесой пыли, непроницаемой для большинства телескопов. Таким образом, точный механизм и место происхождения этих важнейших для звездной эволюции структур оставались неизвестными.
Прорыв произошел благодаря изучению объекта HH 211 — системы с новорожденной звездой в созвездии Персея, расположенной на расстоянии 1000 световых лет от Земли. Возраст этой системы составляет всего 35 000 лет, а масса центральной протозвезды — лишь 0,06 массы Солнца. Система HH 211 идеально подошла для исследования, так как обладает ярким биполярным джетом и является одной из немногих, где было зафиксировано наличие магнитного поля, играющего ключевую роль в теоретических моделях.
Исследование, результаты которого были опубликованы 13 августа в журнале Scientific Reports, объединило возможности двух передовых обсерваторий: космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) и Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA) в Чили. Их совместная работа позволила впервые получить полную картину происходящего.
Телескоп «Джеймс Уэбб», работая в ближнем инфракрасном диапазоне, запечатлел захватывающее широкомасштабное изображение красочных джетов, простирающихся в противоположные стороны от протозвезды. Однако его наблюдениям, как и предполагалось, помешала плотная пыль в центральной части системы, полностью скрыв от него область запуска струй.
Решающий вклад внес телескоп ALMA. Его способность вести наблюдения в субмиллиметровом диапазоне волн позволила ему «заглянуть» сквозь пылевую завесу и рассмотреть скрытый центральный регион. Именно данные ALMA показали тонкий джет, запускаемый непосредственно из аккреционного диска.
Анализ данных ALMA предоставил точные физические параметры джета. Его скорость составляет около 107 километров в секунду (66 миль в секунду), при этом он вращается очень медленно. Этот факт является прямым доказательством того, что джет эффективно уносит вращательную энергию из системы, решая «проблему углового момента».
Благодаря беспрецедентной точности ALMA, ученые впервые смогли вычислить точное место запуска джета. Он зарождается на самом внутреннем краю аккреционного диска, на расстоянии всего 0,02 астрономической единицы от центральной протозвезды. Это эквивалентно примерно 3 миллионам километров (1,85 миллиона миль). Полученные результаты полностью согласуются с моделями, в которых магнитное поле звезды действует как праща, захватывая и выбрасывая вещество из диска наружу. Таким образом, было получено прямое наблюдательное подтверждение теории, объясняющей, как молодые звезды набирают массу.
Изображение носит иллюстративный характер
Основная сложность в подтверждении этой гипотезы заключалась в невозможности наблюдать точку запуска джетов. Эта область находится чрезвычайно близко к протозвезде и скрыта плотной завесой пыли, непроницаемой для большинства телескопов. Таким образом, точный механизм и место происхождения этих важнейших для звездной эволюции структур оставались неизвестными.
Прорыв произошел благодаря изучению объекта HH 211 — системы с новорожденной звездой в созвездии Персея, расположенной на расстоянии 1000 световых лет от Земли. Возраст этой системы составляет всего 35 000 лет, а масса центральной протозвезды — лишь 0,06 массы Солнца. Система HH 211 идеально подошла для исследования, так как обладает ярким биполярным джетом и является одной из немногих, где было зафиксировано наличие магнитного поля, играющего ключевую роль в теоретических моделях.
Исследование, результаты которого были опубликованы 13 августа в журнале Scientific Reports, объединило возможности двух передовых обсерваторий: космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) и Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA) в Чили. Их совместная работа позволила впервые получить полную картину происходящего.
Телескоп «Джеймс Уэбб», работая в ближнем инфракрасном диапазоне, запечатлел захватывающее широкомасштабное изображение красочных джетов, простирающихся в противоположные стороны от протозвезды. Однако его наблюдениям, как и предполагалось, помешала плотная пыль в центральной части системы, полностью скрыв от него область запуска струй.
Решающий вклад внес телескоп ALMA. Его способность вести наблюдения в субмиллиметровом диапазоне волн позволила ему «заглянуть» сквозь пылевую завесу и рассмотреть скрытый центральный регион. Именно данные ALMA показали тонкий джет, запускаемый непосредственно из аккреционного диска.
Анализ данных ALMA предоставил точные физические параметры джета. Его скорость составляет около 107 километров в секунду (66 миль в секунду), при этом он вращается очень медленно. Этот факт является прямым доказательством того, что джет эффективно уносит вращательную энергию из системы, решая «проблему углового момента».
Благодаря беспрецедентной точности ALMA, ученые впервые смогли вычислить точное место запуска джета. Он зарождается на самом внутреннем краю аккреционного диска, на расстоянии всего 0,02 астрономической единицы от центральной протозвезды. Это эквивалентно примерно 3 миллионам километров (1,85 миллиона миль). Полученные результаты полностью согласуются с моделями, в которых магнитное поле звезды действует как праща, захватывая и выбрасывая вещество из диска наружу. Таким образом, было получено прямое наблюдательное подтверждение теории, объясняющей, как молодые звезды набирают массу.
