Newswise — Впервые явление, которое астрономы давно надеялись получить напрямую, было запечатлено камерой ближнего инфракрасного диапазона космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА (NIRCam). На этом потрясающем изображении туманности Змеи открытие находится в северной части (видно вверху слева) этой молодой близлежащей области звездообразования.

Астрономы обнаружили интригующую группу протозвездных потоков, образующихся, когда струи газа, извергающиеся из новорожденных звезд, сталкиваются с близлежащим газом и пылью на высоких скоростях. Обычно эти объекты имеют разную ориентацию в пределах одного региона. Здесь же они наклонены в ту же сторону, в одинаковой степени, как мокрый снег, льющий во время грозы.

Открытие этих выровненных объектов, ставшее возможным благодаря исключительному пространственному разрешению и чувствительности Уэбба в ближнем инфракрасном диапазоне, дает информацию об основах рождения звезд.

«Астрономы уже давно предполагали, что, когда облака разрушаются, образуя звезды, звезды будут иметь тенденцию вращаться в одном направлении», — сказал главный исследователь Клаус Понтоппидан из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. «Однако раньше такого прямо не наблюдалось. Эти выровненные, вытянутые структуры являются историческим свидетельством фундаментального способа рождения звезд.

Так как же расположение звездных струй связано с вращением звезды? Когда межзвездное газовое облако сталкивается само с собой, образуя звезду, оно вращается быстрее. Единственный способ продолжить движение газа внутрь — это удалить часть спина (так называемого углового момента). Вокруг молодой звезды формируется диск материала, транспортирующий материал вниз, подобно водовороту вокруг водостока. Вихревые магнитные поля во внутреннем диске запускают часть материала в двойные струи, которые выстреливают наружу в противоположных направлениях, перпендикулярно диску материала.

На изображении Уэбба эти струи обозначены яркими комковатыми полосами красного цвета, которые представляют собой ударные волны от струи, ударяющей окружающий газ и пыль. Здесь красный цвет означает наличие молекулярного водорода и окиси углерода.

«Эта область туманности Змеи — Северная Змея — становится ясно видна только благодаря Уэббу», — сказал ведущий автор Джоэл Грин из Научного института космического телескопа в Балтиморе. «Теперь мы можем поймать эти чрезвычайно молодые звезды и их потоки, некоторые из которых раньше выглядели как просто сгустки или были совершенно невидимы в оптических длинах волн из-за густой пыли, окружающей их».

Астрономы говорят, что есть несколько сил, которые потенциально могут изменить направление истечения в этот период жизни молодой звезды. Один из способов заключается в том, что двойные звезды вращаются вокруг друг друга и колеблются в ориентации, со временем меняя направление потоков.

Звезды Змей

Туманность Змеи, расположенная на расстоянии 1300 световых лет от Земли, имеет возраст всего один или два миллиона лет, что очень молодо по космическим меркам. Здесь также находится особенно плотное скопление недавно формирующихся звезд (возрастом около 100 000 лет), которое видно в центре этого изображения. Некоторые из этих звезд в конечном итоге вырастут до массы нашего Солнца.

«Уэбб — это молодая звездная машина для поиска объектов», — сказал Грин. «В этом поле мы собираем знаки каждой молодой звезды, вплоть до звезд с самой низкой массой».

«Сейчас мы видим очень полную картину», — добавил Понтоппидан.

Итак, по всему региону на этом изображении волокна и пучки разных оттенков представляют собой отраженный звездный свет от все еще формирующихся протозвезд внутри облака. В некоторых местах перед этим отражением находится пыль, которая здесь имеет оранжевый рассеянный оттенок.

Этот регион был домом для других случайных открытий, в том числе развевающейся «Тени летучей мыши», которая получила свое название, когда в 2020 году данные космического телескопа Хаббл НАСА показали, что диск звезды, образующий планету, колеблется или смещается. Эта особенность видна в центре изображения Уэбба.

Будущие исследования

Новое изображение и случайное открытие совмещенных объектов на самом деле являются лишь первым шагом в этой научной программе. Теперь команда будет использовать NIRSpec (ближний инфракрасный спектрограф) Уэбба для исследования химического состава облака.

Астрономы заинтересованы в том, чтобы определить, как летучие химические вещества выдерживают образование звезд и планет. Летучие вещества — это соединения, которые сублимируются или переходят из твердого состояния непосредственно в газ при относительно низкой температуре, включая воду и окись углерода. Затем они сравнит свои результаты с количествами, обнаруженными в протопланетных дисках звезд аналогичного типа.

«В самой базовой форме мы все состоим из материи, возникшей из этих летучих веществ. Большая часть воды здесь, на Земле, возникла, когда Солнце было молодой протозвездой миллиарды лет назад», — сказал Понтоппидан. «Изучение обилия этих важнейших соединений в протозвездах непосредственно перед формированием их протопланетных дисков может помочь нам понять, насколько уникальными были обстоятельства, когда формировалась наша собственная Солнечная система».

Эти наблюдения были проведены в рамках программы генеральных наблюдателей 1611. Первоначальные результаты группы были приняты в Астрофизический журнал .

Космический телескоп Джеймса Уэбба — крупнейшая в мире обсерватория космической науки. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, заглядывает в далекие миры вокруг других звезд и исследует загадочные структуры и происхождение нашей Вселенной и наше место в ней. Webb — это международная программа, возглавляемая НАСА совместно со своими партнерами, ESA (Европейское космическое агентство) и CSA (Канадское космическое агентство).

Для получения дополнительной информации или загрузки изображений в полном разрешении посетите https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2024/news-2024-115.