Иллюстрация художника околозвездного диска вокруг массивной звезды. Изображение предоставлено NAOJ Увеличить
Международная группа астрономов использовала Coronagraphic Imager для адаптивной оптики (CIAO) на телескопе Subaru на Гавайях, чтобы получить очень четкие снимки поляризованного света в ближней инфракрасной области спектра места рождения массивной протозвезды, известной как Беклин-Нойгебауэр (BN) объект на расстоянии 1500 световых лет от Солнца. Изображения группы привели к открытию диска, окружающего эту вновь формирующуюся звезду. Это открытие, подробно описанное в выпуске Nature от 1 сентября, углубляет наше понимание того, как образуются массивные звезды.
Исследовательская группа, в которую входят астрономы из Обсерватории Пурпурных гор, Китай, Национальных астрономических обсерваторий Японии и Университета Хартфордшира, Великобритания, исследовала регион вблизи объекта Беклин-Нойгебауэр и проанализировала влияние пыли на инфракрасный свет. Для этого они сняли изображение объекта в поляризованном свете на длине волны 1,6 микрометра (полоса H инфракрасного излучения). Изображения яркости объекта просто показывают круговое распределение света. Тем не менее, изображение поляризации света показывает форму бабочки, которая раскрывает детали, которые невозможно обнаружить, если смотреть только на распределение яркости. Чтобы понять окружающую среду вокруг звезды и то, что подразумевает форма бабочки, астрономы создали компьютерную модель для сравнения наряду со схемой звездообразования. Эти модели показывают, что форма бабочки является признаком диска и структуры оттока возле новорожденной звезды.
Это открытие является наиболее конкретным доказательством наличия диска вокруг массивной молодой звезды и показывает, что массивные звезды, подобные объекту BN (который примерно в семь раз превышает массу Солнца), образуют так же, как звезды с меньшей массой, такие как Солнце.
Есть две основные теории, объясняющие образование массивных звезд. Первые утверждают, что массивные звезды являются результатом слияния нескольких звезд с низкой массой. Второе говорит о том, что они образуются в результате гравитационного коллапса и увеличения массы внутри околозвездных дисков. Звезды с меньшей массой, такие как Солнце, скорее всего, образовались вторым методом. Теория срастания коллапса предполагает, что система имеет звезду, связанную с биполярным истечением, околозвездный диск и оболочку, а теория слияния - нет. Наличие или отсутствие таких структур может различать два сценария формирования.
До недавнего времени было мало прямых наблюдательных доказательств в поддержку какой-либо теории образования массивных звезд. Это потому, что, в отличие от звезд с меньшей массой, новообразованные массивные звезды настолько редки и настолько далеки от нас, что их было трудно наблюдать. Большие телескопы и адаптивная оптика, которые значительно улучшают четкость изображения, теперь позволяют наблюдать эти объекты с беспрецедентной четкостью. Инфракрасная поляриметрия высокого разрешения - это особенно мощный инструмент для исследования окружающей среды, скрытой за ярким свечением массивной звезды.
Поляризация - направление, в котором световые волны колеблются, когда они текут от объекта, - является важной характеристикой излучения. Солнечный свет не имеет предпочтительного направления колебаний, но может стать поляризованным, когда рассеивается атмосферой Земли или после отражения от поверхности воды. Аналогичное действие происходит в околозвездном облаке вокруг новорожденной звезды. Звезда освещает свое окружение - околозвездный диск, оболочку и стенки полости, образованные потоками истечения. Свет может свободно перемещаться внутри полости, а затем отражаться от ее стенок. Этот отраженный свет становится сильно поляризованным. Напротив, диск и оболочка относительно непрозрачны для света. Это уменьшает поляризацию света, поступающего из этих областей.
Успех группы в обнаружении доказательств наличия диска и утечки вокруг объекта BN с помощью инфракрасной поляриметрии высокого разрешения позволяет предположить, что тот же метод может быть применен к другим формирующимся звездам. Это позволило бы астрономам получить полное наблюдательное описание образования массивных звезд, в десять раз превышающих массу Солнца.
Первоисточник: пресс-релиз NAOJ
