Астрономы обнаружили первый пример закрученного диска, питающего молодую звезду, расположенную в галактике за пределами Млечного Пути.
Диск почти идентичен тем, которые можно найти вокруг новорожденных звезд в Млечном Пути, и предполагает, что звезды и планеты формируются в других галактиках так же, как и в нашей.
Молодая звезда, о которой идет речь, находится в Большом Магеллановом Облаке — соседней галактике Млечного Пути, расположенной на расстоянии 160 000 световых лет от нас, — и ее система, обозначенная как HH 1177, заключена в массивное облако газа.
«Когда я впервые увидела доказательства существования вращающейся структуры в данных, полученных на ALMA, я не мог поверить, что мы обнаружили первый внегалактический аккреционный диск. Это был особенный момент», — говорится в заявлении ведущего автора исследования и ученого из Даремского университета Анны Маклеод. «Мы знаем, что диски жизненно важны для формирования звезд и планет в нашей галактике, и здесь, впервые, мы видим прямые доказательства этого в другой галактике».
Маклеод и ее коллеги узнали о существовании этой системы, когда приемник MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) на Очень Большом Телескопе ESO (VLT) зафиксировал струю, выходящую из формирующейся звезды. Этот инструмент может проводить наблюдения в видимом диапазоне длин волн, а также измерять длину волны света, исходящего от объекта, что позволяет ученым определить, на какие типы материи они смотрят.
«Мы обнаружили струю, испускаемую из этой молодой массивной звезды, и ее присутствие является признаком продолжающейся аккреции диска», — добавила Маклеод. Чтобы подтвердить, что аккреционный диск присутствует в HH 1177, ученым пришлось измерить движение плотного газа вокруг звезды.
Аккреционные диски, подобные этому, образуются, когда материя падает на новорожденную звезду или другой аккреционный объект, такой как черная дыра или нейтронная звезда. Когда материал падает на эти объекты, он несет с собой момент импульса (вращательное вращение), что означает, что он не может идти непосредственно к этому центральному телу. Вместо этого эта материя образует уплощенный вращающийся диск, который постепенно подает материю к центральному объекту.
Газ в центре аккреционного диска, ближе к центральному объекту — в данном случае к молодой питающейся звезде — движется быстрее, чем материя на окраине диска, и именно это изменение скорости является «дымящимся пистолетом», указывающим на наличие аккреционного диска.
«Частота света меняется в зависимости от того, как быстро газ, излучающий свет, движется к нам или от нас», — сказал член команды и научный сотрудник Ливерпульского университета Джона Мурса Джонатан Хеншоу. «Это точно такое же явление, которое происходит, когда высота сирены скорой помощи меняется, когда она проезжает мимо вас, а частота звука переходит от более высокой к более низкой». (Это явление известно как красное смещение или синее смещение, в зависимости от того, движется ли наблюдаемый объект к Земле или от нее.)
Астрономы и раньше замечали яркие аккреционные диски вокруг таких объектов, как сверхмассивные черные дыры в других галактиках, из-за их огромной гравитации, создающей жестокие условия, которые заставляют газ и пыль в этих дисках ярко светиться, часто затмевая совокупный свет каждой звезды в галактике, которая их окружает. Тем не менее, аккреционные диски вокруг звезд, из которых в конечном итоге появляются планеты, гораздо труднее обнаружить даже в пределах Млечного Пути, отчасти потому, что молодые звезды часто все еще находятся в коконе газовых и пылевых облаков, из которых они рождаются.
В Большом Магеллановом Облаке ситуация несколько иная, так как вещество, из которого рождаются молодые звезды, менее богато пылью. Это означает, что HH 1177 уже вырвалась из «кокона», из которого она родилась, что позволяет астрономам наблюдать за ее центральной звездой и, возможно, даже наблюдать за ранними стадиями формирования планет. Наша Солнечная система должна была пройти через тот же процесс около 4,5 миллиардов лет назад, когда протопланетный диск окружал молодое Солнце в процессе рождения планет.
«Мы живем в эпоху быстрого технологического прогресса, когда речь идет об астрономических объектах», — говорит Маклеод. «Возможность изучать, как формируются звезды на таких невероятных расстояниях и в другой галактике, очень захватывающая».