Нові спостереження дають змогу зрозуміти, чи відбувається народження планет-гігантів подібним шляхом до народження зірок. Народження зірок є хаотичним і динамічним процесом, особливо на ранній фазі, який характеризується складними газовими структурами у вигляді спіралей і стримерів. Такі структури називаються «живильними нитками», оскільки вони живлять газоподібний матеріал із навколишнього середовища до новонародженої зірки, схоже на космічні пуповини.
Космічна пуповина
Коричневі карлики – це небесні об’єкти з масою менше однієї десятої маси Сонця. Це робить їх занадто малими, щоб піддатися ядерному синтезу та сяяти, як зірки. До цього часу вчені не знали, чи утворюються коричневі карлики як сонцеподібні зірки чи ні. Перевірка цієї гіпотези вимагає високочутливих і кутових спостережень за коричневими карликами на ранніх стадіях їх формування.
Міжнародна група під керівництвом астрофізика LMU д-ра Басми Ріаз з Університетської обсерваторії Мюнхена досягла саме цього: дослідники провели спостереження за надзвичайно молодим коричневим карликом Ser-emb 16 за допомогою високотехнологічної обсерваторії ALMA в Чилі та нещодавно опублікували свої результати. результати в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Наші спостереження виявили вражаючі великомасштабні спіральні та стримерні структури, які ніколи раніше не спостерігалися у новонародженого коричневого карлика», — каже Ріаз. Нитки охоплюють величезну площу близько 2000-3000 астрономічних одиниць і з’єднані з Ser-emb 16. Навколо нього також були помічені згустки матерії, які самі потенційно можуть еволюціонувати в молодих коричневих карликів. «Ці спостереження вперше показують вплив зовнішнього середовища, що призводить до асиметричного наростання маси через живлення волокон до коричневого карлика», — каже астроном.
Згортаються згустки чи магнітні сердечники?
Спіральні структури та стримери дають важливі підказки про те, як утворюються коричневі карлики. Змоделювавши можливі сценарії, дослідники порівняли їх з даними обсерваторії ALMA. Великі структури можна пояснити, наприклад, зіткненнями колапсуючих згустків в області зореутворення. Щоб це сталося, такі зіткнення мали б відбутися принаймні один раз протягом життя ядер, що утворюють зірки.
«За допомогою нових чисельних симуляцій ми показали, що зіткнення викликають колапс навіть невеликих згустків з утворенням коричневих карликів. Спіралі та стрічки різного розміру та морфології утворюються внаслідок зіткнень, які відбуваються збоку, а не лобами», — каже співавтор д-р Дімітріс Стамателлос з Університету Центрального Ланкаширу в Англії.
Якщо ця модель правильна, вона передбачає динамічний процес утворення коричневих карликів, подібний до сонцеподібних зірок, де хаотичні взаємодії в середовищі зореутворення є звичайним явищем з раннього віку.
В іншому сценарії моделювання показало, що спостережувані структури відповідають великому (псевдо)-диску навколо дуже молодого коричневого карлика, де (псевдо)-диск був скручений обертанням ядра коричневого карлика в присутності сильне магнітне поле. Якщо ця модель правильна, це означає, що магнітне поле відіграє важливу роль у процесі формування коричневого карлика.
«Наші спостереження ALMA дають унікальне розуміння ранніх стадій формування коричневих карликів», — говорить Ріаз. Порівняння спостережень із моделями підтверджує сценарій гравітаційного падіння, який може пояснити асиметричне нарощування маси, яке спостерігається у формі спіралей і стримерів навколо зірок, що утворюються. «Отже, Ser-emb 16 являє собою унікальний випадок коричневого карлика, який потрапив у процес формування подібним до зірки», — пояснює професор Масахіро Мачіда з університету Кюсю в Японії, також співавтор дослідження.