Вчені знайшли новоутворену чотиризіркову систему

У результаті несподіваної знахідки міжнародна команда ALMA Survey of Orion Planck Galactic Cold Clumps (ALMASOP) нещодавно спостерігала молоду чотирикратну зоряну систему в області зореутворення в сузір’ї Оріона . Відкриття було зроблено під час дослідження високої роздільної здатності 72 щільних ядер у гігантських молекулярних хмарах Оріона (GMC) за допомогою великого міліметрового/субміліметрового масиву Atacama (ALMA) у Чилі. Ці спостереження дають переконливе пояснення походження та механізмів формування подвійних і кратних зіркових систем.

Групу очолив професор Лю Ті з Шанхайської астрономічної обсерваторії (CAS-SHAO). До нього приєдналися дослідники з CAS-SHAO, Школи астрономії та космічних наук (CAS-SASS), NRC Herzberg Astronomy and Astrophysics, Національної астрономічної обсерваторії Японії (NAOJ), Інституту астрономії Макса Планка (MPIA), Корейський інститут астрономії та космічної науки (KASI), Інститут астрономії та астрофізики Academia Sinica (ASIAA), Міжнародна обсерваторія Gemini NSF NOIRLab, Обсерваторія та планетарій Арма, Лабораторія реактивного руху НАСА та численні університети та інститути.

Спостереження ALMA за областю зореутворення G206.93-16.61E2, що показує випромінювання 1,3 мм (синій) і відтік молекул CO (помаранчевий). Авторство зображення: SHAO/ Qiuyi Luo та ін. (2023)

Серед астрономів і астрофізиків добре відомий факт, що приблизно половина зірок у Чумацькому Шляху знаходяться в подвійних системах. Знання того, як утворюються множинні зоряні системи, має важливе значення для розуміння галактичної еволюції, формування планет і появи життя. Найпоширеніша теорія утворення зірок (небулярна гіпотеза) стверджує, що зірки утворюються в найщільніших областях молекулярних хмар (так званих «щільних ядрах»). Незважаючи на те, що ця теорія дуже добре пояснює окремі зоряні системи, механізми, які спонукають до формування багатозіркових систем, ще недостатньо вивчені.

В даний час вважається, що множинні зоряні системи утворюються через фрагментацію хмарних ядер під час їх ранньої еволюції, але спостережень історично бракує. Щоб дослідити цю таємницю, команда ALMASOP дослідила 72 молоді та холодні ядра в GMC у сузір’ї Оріона на предмет теплових випромінювань, що відповідають довжині хвилі 1,3 мм – у діапазоні надзвичайно високих частот (КВЧ).
Спостерігаючи щільне холодне ядро ​​в Оріоні B GMC приблизно за 1500 світлових років від Землі (позначене G206.93-16.61E2), вони спостерігали систему з чотирьох зоряних об’єктів.

Вони складалися з двох протозірок і двох концентрацій газу, які, ймовірно, зазнають гравітаційного колапсу в найближчому майбутньому. Крім того, вони помітили, що найбільша відстань між чотирма об’єктами в системі становила близько 1000 астрономічних одиниць (А.О.), що в 33 рази перевищує відстань між Сонцем і Нептуном (30 А.О.). Це на відміну від останнього разу, коли чотирикратна система спостерігалася у 2015 році іншою міжнародною командою за допомогою ALMA. У цьому випадку команда дослідників спостерігала молоду протозірку та три гравітаційно пов’язані щільні газові хмари, які утворять нові зірки приблизно через 40 000 років.

У цьому випадку, однак, спостережувана чотирикратна система мала відстань, що значно перевищувала 1000 астрономічних одиниць (АО). Спектри випромінювання пилу також виявили кілька подовжених стрічкоподібних структур, які зв’язували чотири об’єкти разом і виходили назовні. Щоб визначити роль, яку відіграють ці структури, команда провела чисельне моделювання, яке порівнювало подібну чотирикратну систему з тією, яку вони спостерігали. Грунтуючись на результатах, команда припускає, що ці розширені стрічки можуть бути «воронками», які транспортують газ із зовнішньої оболонки ядра до протестувальників і з’єднують новонароджені зірки.

Згусток G205.46-14.56, розташований у комплексі молекулярної хмари Оріона. Жовті контури представляють щільні ядра, виявлені JCMT, а збільшені зображення показують безперервне випромінювання 1,3 мм спостереження ALMA. Авторство зображення: Qiuyi Luo та ін. (2022).

Сказав Луо Цю-ї, доктор філософії. студент ШАО та перший автор дослідження:

«Надзвичайна компактність і близькість до цієї системи є захоплюючим відкриттям. Аналіз показує, що в майбутньому ця система, швидше за все, утворить гравітаційно пов’язану систему чотирьох зірок. У нас немає пояснення того, як поширюються витоки газу, оскільки вони можуть бути пов’язані з процесами накопичення газу членами системи. Це дослідження підкреслює складну взаємодію між членами зоряної системи вищого порядку, що формується».

«Моделювання підтверджує, що ці стрічки можуть служити великомасштабними акреційними стрімерами», – додав професор Лю. «Таким чином, два згущення газу в системі мають потенціал для формування зірки, спираючись на живлення цих стрічок континууму. Акреційні стримери також можуть фрагментуватися та утворювати нові зірки».

Нарешті, спостереження показали складні витоки газу, викликані зоряними вітрами, створюваними протозірками в системі, що спричиняє втрату частини накопичуваного газу та пилу. Подібно до того, що спостерігалося навколо активних галактичних ядер (AGN), де вітри, створювані надмасивною чорною дірою (SMBH), виштовхують матеріал із центру галактики, це може вплинути на еволюцію цієї системи. Майбутні спостереження за допомогою ALMA та інших міліметрових/субміліметрових обсерваторій, вчені сподіваються розкрити більше деталей про багатозіркові системи в процесі формування. Джерело