Радиообсерватория ALMA открыла стареющую метаморфизирующую звезду
Международная команда астрономов, работающая с комплексом субмиллиметровых радиотелескопов (ALMA), расположенном в чилийской пустыне Атакама, зафиксировала момент, когда старая звезда впервые начинает менять свою среду. Звезда выпустила высокоскоростные биполярные газовые струи, которые теперь сталкиваются с окружающим звезду материалом. Возраст наблюдаемой струи оценивается менее чем в 60 лет. И такие особенности помогут ученым понять, как образуются сложные формы планетарных туманностей.
Сделанный ALMA снимок старой звездной системы W43A. Биполярные высокоскоростные струи, выбрасываемые из стареющей звезды, показаны синим цветом, низкоскоростной отток - зеленым, а пылевые облака, увлеченные струями, - оранжевым. © ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Tafoya et al.
Подобные Солнцу звезды на последнем этапе своей жизни превращаются в раздутые красные гиганты. А затем звезда испускает газ, чтобы сформировать то, что называют планетарной туманностью. Существует большое разнообразие форм планетарных туманностей; некоторые из них сферические, другие биполярные или имеют более сложные структуры. Астрономов очень интересует происхождении таких структур, но густая пыль и газ, испускаемые старой звездой, затеняют систему и затрудняют изучение внутренней части процесса.
Чтобы решить эту проблему, команда астрономов во главе с Дэниелем Тафойей из Технологического университета Чалмерса, Швеция, нацелила ALMA на W43A, древнюю звездную систему, расположенную примерно в 7000 световых годах от Земли в созвездии Орла.
Благодаря высокому разрешению ALMA, команда получила очень детальный обзор пространства вокруг W43A. «Самыми замечательными структурами здесь оказались небольшие биполярные струи», - говорит Тафойя, ведущий автор исследовательской работы, опубликованной в Astrophysical Journal Letters. Команда обнаружила, что скорость струй достигает 175 км в секунду, что намного превышает предыдущие оценки. Основываясь на этой скорости и размере струй, команда рассчитала возраст струй, который оказался меньшим, чем средняя продолжительность жизни человека.
«Учитывая молодость струй по сравнению с общей продолжительностью жизни звезды, можно с уверенностью сказать, что мы переживаем «точный момент», когда струи только начали проникать в окружающий газ», - объясняет Тафойя. - «То есть струи пробиваются сквозь окружающий материал всего на протяжении 60 лет. А это значит, что человек гипотетически мог бы наблюдать за этим процессом с самого его начала на протяжении всей своей жизни».
Фактически, изображение ALMA четко показывает распределение облаков пыли, захваченных струями, что является четким доказательством того, что они влияют на окружающую среду.
И команда предполагает, как этот захват может оказаться ключом к созданию биполярной планетарной туманности. В их сценарии стареющая звезда изначально выделяет газ в форме сферы, а ядро звезды при этом теряет свою оболочку. Если у звезды есть спутник, газ устремляется от спутника к ядру умирающей звезды, и часть этого нового газа образует лучи. Поэтому вопрос, имеет ли старая звезда компаньона или нет, является важным фактором в определении структуры образующейся в результате этого процесса планетарной туманности.
«W43A - это один из своеобразных так называемых «водных фонтанов», - говорит Хироши Имаи из Университета Кагосимы, Япония, член команды. - «Это старые звезды, которые демонстрируют характерное радиоизлучение молекул воды. Наши наблюдения с помощью ALMA предполагают, что вода, нагретая до состояния создания радиоизлучения, находится в граничной области между источником струй и окружающим материалом. Возможно, все эти «водяные источники» состоят из центральной бинарной системы, которая как раз и запускает такую двойную струю, как это имеет место в случае с W43A».
Команда уже приступила к новым наблюдениям с помощью ALMA за другими подобными звездами. Ученые надеются получить новое понимание того, как образуются планетарные туманности и что предстоит в будущем звездам, подобным Солнцу.
«На сегодняшний день идентифицировано только 15 объектов «водного фонтана», хотя в нашей галактике Млечный Путь находится более 100 миллиардов звезд», - объясняет Хосе Франсиско Гомес из Института астрофизики Андалусии, Испания. - «Это, вероятно, потому что жизнь струй очень коротка. Поэтому мы очень рады обнаруживать такие редкие объекты».