Секрети масивної зірки розкриті за допомогою астрофізичних лазерів

Під час використання великої міліметрової/субміліметрової матриці Атакама (ALMA) для вивчення мазерів навколо дивної зірки MWC 349A вчені виявили щось несподіване: раніше невидимий струмінь матеріалу вилітає з газового диска зірки на неймовірно високій швидкості. Щобільше, вони вважають, що струмінь викликана сильними магнітними силами, що оточують зірку. Це відкриття може допомогти дослідникам зрозуміти природу та еволюцію масивних зірок і те, як у космосі утворюються водневі мазери. Нові спостереження були представлені 9 січня на прес-конференції на 241-му засіданні Американського астрономічного товариства (AAS) у Сіетлі, штат Вашингтон.

Розташована на відстані приблизно 3900 світлових років від Землі в сузір’ї Лебедя, унікальні особливості MWC 349A роблять її гарячою точкою для наукових досліджень в оптичних, інфрачервоних і радіохвилях. Масивна зірка — приблизно в 30 разів більша за масу Сонця — є одним із найяскравіших радіоджерел на небі та одним із небагатьох об’єктів, які, як відомо, мають водневі мазери. Ці мазери підсилюють мікрохвильове радіовипромінювання, полегшуючи дослідження процесів, які зазвичай занадто малі, щоб їх побачити. Саме ця унікальна особливість дозволила вченим вперше детально відобразити диск MWC 349A.

Масивна зірка MWC 349A є одним із найяскравіших радіоджерел на небі. 

«Мазер схожий на природний лазер», — сказала Сіріна Прасад, асистент-дослідник Центру астрофізики | Harvard & Smithsonian (CfA), і основний автор статті. «Це область у відкритому космосі, яка випромінює справді яскраве світло. Ми можемо побачити це світло та відстежити його назад, звідки воно прийшло, наблизивши нас на один крок до з’ясування того, що насправді відбувається». 

Використовуючи роздільну здатність діапазону 6 ALMA, розробленого Національною радіоастрономічною обсерваторією (NRAO) Національного наукового фонду США, команда змогла використати мазери, щоб виявити раніше невидимі структури в найближчому оточенні зірки. Цичжоу Чжан, старший астрофізик CfA та головний дослідник проєкту, додав: «Ми використовували мазери, створені воднем, щоб досліджувати фізичні та динамічні структури в газі, що оточує MWC 349A, і виявили сплюснутий газовий диск діаметром 50 а.е., приблизно розміру Сонячної системи, що підтверджує майже горизонтальну дискову структуру зірки. Ми також знайшли компонент швидкого струменя, прихований у вітрах, що відходять від зірки». 

Спостережуваний струмінь викидає матеріал із зірки зі швидкістю 500 км на секунду. Це те саме, що подолати відстань між Сан-Дієго, штат Каліфорнія, та Феніксом, штат Арізона, буквально миттєво змигнувши оком. На думку дослідників, ймовірно, що реактивний літак, що рухається так швидко, запускається магнітною силою. У випадку MWC 349A цією силою може бути магнітогідродинамічний вітер — тип вітру, рух якого диктується взаємодією між магнітним полем зірки та газами, присутніми в навколишньому диску.

«Наше попереднє розуміння MWC 349A полягало в тому, що зірка була оточена обертовим диском і фотовипаровуючим вітром. Переконливих доказів наявності додаткового колімованого струменя в цій системі ще не було. Хоча ми ще не знаємо напевно, звідки він береться або як він зроблений, можливо, магнітогідродинамічний вітер створює струмінь, і в цьому випадку магнітне поле відповідає за запуск обертового матеріалу із системи», — сказав Прасад. . «Це може допомогти нам краще зрозуміти динаміку дискового вітру MWC 349A та взаємодію між навколозоряними дисками, вітрами та струменями в інших зоряних системах».