Masery wodorowe ukazują nowe tajemnice masywnej gwiazdy

Naukowcy wykorzystali unikalne linie rekombinacji radiowej wodoru na gwieździe MWC 349A do ujawnienia ukrytych skolimowanych strumieni.

Używając Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) do badania maserów wokół dziwacznej gwiazdy MWC 349A, naukowcy odkryli coś nieoczekiwanego: niewidziany wcześniej strumień materii wystrzelony z dysku gazowego gwiazdy z niewiarygodnie dużą prędkością. Co więcej, uważają, że strumień jest wywołany mocnymi siłami magnetycznymi otaczającymi gwiazdę. Odkrycie może pomóc naukowcom zrozumieć naturę i ewolucję masywnych gwiazd oraz sposób, w jaki masery wodorowe powstają w kosmosie.

Znajdująca się około 3900 lat świetlnych od Ziemi, w kierunku konstelacji Łabędzia, gwiazda MWC 349A i jej unikalne cechy sprawiają, że jest ona gorącym miejscem do badań naukowych w zakresie optycznym, podczerwonym i radiowym. Masywna gwiazda – około 30 mas Słońca – jest jednym z najjaśniejszych źródeł radiowych na niebie i jednym z nielicznych obiektów, o których wiadomo, że mają masery wodorowe. Te masery wzmacniają mikrofalowe emisje radiowe, ułatwiając badanie procesów, które zazwyczaj są zbyt małe, aby je zobaczyć. To właśnie ta unikalna cecha pozwoliła naukowcom po raz pierwszy szczegółowo odwzorować dysk MWC 349A.

Maser jest jak naturalnie występujący laser – powiedziała Sirina Prasad, asystentka naukowa w Centrum Astrofizyki | Harvard & Smithsonian (CfA) i główna autorka artykułu. To obszar w przestrzeni kosmicznej, który emituje naprawdę jasny rodzaj światła. Widzimy to światło i śledzimy jego pochodzenie, przybliżające nas o krok do odkrycia, co tak naprawdę się dzieje.

Wykorzystując zdolność rozdzielczą ALMA zespół był w stanie wykorzystać masery do odkrycia wcześniej niewidocznych struktur w bezpośrednim otoczeniu gwiazdy. Qizhou Zhang, starszy astrofizyk z CfA i główny badacz projektu, dodał: Używaliśmy maserów generowanych przez wodór do zbadania fizycznych i dynamicznych struktur gazu otaczającego MWC 349A i odkryliśmy spłaszczony dysk gazowy o średnicy 50 jednostek astronomicznych, potwierdzając prawie poziomą strukturę dysku gwiazdy. Znaleźliśmy również szybko poruszający się element strumienia ukryty w wietrze wiejącym od gwiazdy.

Obserwowany strumień wyrzuca materię z dala od gwiazdy z zawrotną prędkością 500 km/s. Zdaniem naukowców jest prawdopodobne, że tak szybko poruszający się strumień jest wystrzeliwany przez siłę magnetyczną. W przypadku MWC 349A siłą tą może być wiatr magnetohydrodynamiczny – rodzaj wiatru, którego ruch jest podyktowany wzajemnym oddziaływaniem pola magnetycznego gwiazdy i gazów obecnych w otaczającym ją dysku.

Nasze wcześniejsze zrozumienie MWC 349A było takie, że gwiazda była otoczona przez rotujący dysk i fotoparujący wiatr. W tym układzie nie widziano jeszcze mocnych dowodów na istnienie dodatkowego skolimowanego strumienia. Chociaż nie wiemy jeszcze na pewno, skąd pochodzi i jak jest wytwarzany, możliwe, że strumień jest wytwarzany przez wiatr magnetohydrodynamiczny, w którym to przypadku pole magnetyczne jest odpowiedzialne za wyrzucanie wirującej materii z układu – powiedział Prasad. To może pomóc nam lepiej zrozumieć dynamikę wiatrów dyskowych MWC 349A oraz wzajemne oddziaływanie między dyskami okołogwiazodwymi, wiatrami i strumieniami w innych układach gwiazdowych.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
NRAO

Vega

Na ilustracji: Wizja artystyczna pokazująca zbliżenie MWC 349A i otaczającego ją dysku gazu i pyłu, który jest kształtowany przez wiatry i szybki strumień. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Weiss (NRAO/AUI/NSF).

Dodaj komentarz

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.