Астрономи вперше виявили диск, що обертається навколо зірки в іншій галактиці

Астрономи помітили ознаки розширеного диска з пилу і газу, що кружляє на орбіті навколо далекої зірки.

У цьому немає нічого незвичайного. Це звичайна стадія розвитку зірки та її планетної системи. Вражаючим це відкриття робить те, що воно вперше виявлено навколо зорі в зовсім іншій галактиці, за межами нашої власної.

Особливість була помічена у Великій Магеллановій Хмарі, карликовій галактиці, що знаходиться на відстані 179 000 світлових років від Чумацького Шляху. І, хоча може здатися здоровим глуздом припустити, що процеси зореутворення є універсальними, раніше ми не могли спостерігати їхні примхи за межами нашої рідної галактики.

“Коли я вперше побачила докази обертової структури в даних ALMA, я не могла повірити, що ми виявили перший позагалактичний акреційний диск, це був особливий момент”, – говорить астроном Анна Маклеод з Даремського університету у Великобританії.

“Ми знаємо, що диски є життєво важливими для формування зірок і планет у нашій галактиці, і тут, вперше, ми бачимо прямі докази цього в іншій галактиці”.

Враження художника від нещодавно відкритого диска. (ESO/M. Kornmesser)

Зірки народжуються зі щільних згустків у хмарах молекулярного газу і пилу, що висять у міжзоряному просторі. Коли згусток стає достатньо щільним, він руйнується під дією гравітації; обертаючись, він починає втягувати більше матеріалу з хмари навколо себе. Але цей матеріал не просто падає на протозірку, як раніше; він формується в диск навколо екватора зорі і падає на неї більш контрольованим, рівномірним потоком, як вода у водостічній трубі.

Після того, як зоря формується, те, що залишилося від диска, залишається там, об’єднуючись, щоб сформувати всі інші елементи планетної системи: планети, астероїди та метеорити, комети, пил. Ось чому планети Сонячної системи більш-менш рівномірно обертаються навколо Сонця по площині. Ми самі схожі на розумну плісняву, яка виросла на залишках сонячного сніданку.

Атакамська велика міліметрова/субміліметрова решітка (ALMA), потужний радіотелескоп, сфотографувала чимало таких дисків по всьому Чумацькому Шляху на різних стадіях розвитку; деякі з них мають чіткі проміжки, які, як вважається, були розчищені планетами, що злипаються на орбіті. Але чим далі щось знаходиться, тим важче це розгледіти, навіть за допомогою потужного телескопа.

Розташування та орієнтація струменів і диска, ідентифіковані в HH 1177. (ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et al.)

Маклеод та її колеги розпочали свою кампанію з пошуку позагалактичного зоряного диска, коли дані, отримані інструментом Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на Дуже великому телескопі, виявили ознаки струменя в системі під назвою HH 1177.

Вони також є ознакою зореутворення: частина речовини, що кружляє навколо зорі, яка формується, зноситься вздовж силових ліній магнітного поля до полюсів, де вона вилітає в космос у вигляді потужного струменя.

Дослідники хотіли побачити, чи зможуть вони помітити диск у пиловому серці зореутворення, тому вони використовували ALMA для пошуку ознак обертання. Це можна побачити по тому, як довжини хвиль світла скорочуються, коли джерело наближається до нас, і подовжуються, коли віддаляється.

“Частота світла змінюється залежно від того, як швидко газ, що випромінює світло, рухається до нас або від нас, – каже астроном Джонатан Хеншоу з Ліверпульського університету Джона Мура у Великобританії. “Це те саме явище, яке відбувається, коли висота звуку сирени швидкої допомоги змінюється, коли вона проїжджає повз вас, і частота звуку знижується від вищої до нижчої”.

Цікаво, що дані ALMA показали чіткі ознаки цього обертання. Як показав аналіз команди, зірка дуже молода і масивна, вона все ще живиться від диска навколо неї. Це цілком нормально. Але між нею і протозоряними дисками, знайденими в Чумацькому Шляху, була відмінність: диск HH 1177 можна побачити в оптичному діапазоні довжин хвиль.

Це, на думку дослідників, пов’язано з міжзоряним середовищем у Великій Магеллановій Хмарі. Там набагато менше пилу, тому зоря HH 1177 не настільки оповита матеріальною завісою, як зазвичай молоді, масивні зорі Чумацького Шляху.

Це робить відкриття важливим для вивчення не лише того, як формуються зорі в різних середовищах, але й обмежень, які ці середовища можуть накладати на зореутворення загалом.

“Ми живемо в епоху швидкого технологічного прогресу, коли йдеться про астрономічні прилади, – каже Маклеод. “Можливість вивчати, як формуються зорі на таких неймовірних відстанях і в інших галактиках, дуже захоплює”.

Дослідження опубліковане в журналі Nature..