Nowe spojrzenie na narodziny gwiazdowego rodzeństwa

Wiele gwiazd w Drodze Mlecznej to w rzeczywistości bliźniaki - dwie gwiazdy, które powstawały w tym samym czasie. Czasami te gwiezdne bliźnięta tworzą bliskie układy podwójne i okrążają się wzajemnie w niewielkiej odległości od siebie. Ale astronomowie odkryli także wiele takich układów dwóch gwiazd, w których oba składniki są znacznie od siebie oddalone. Nowe obserwacje wykonane z udziałem sieci radioteleskopów ALMA ujawniają, jak rodzą się te układy.

Wszystkie gwiazdy rodzą się z zapadających się pod wpływem własnej grawitacji obłoków gazu i pyłu. Dzięki tej grawitacji obłok taki zaczyna się w pewnym momencie kurczyć. Spłaszcza się też i coraz szybciej wiruje. W końcu w jego centrum powstaje protogwiazda otoczona płaskim, obracającym się dyskiem. Dysk ten nazywa się często dyskiem protoplanetarnym, bowiem to właśnie w nim pozostały pył i gaz zlepia się w większe skupiska materii, formując ostatecznie planety.

Ale w wielu przypadkach spłaszczony obłok pierwotnej materii gwiazdowej rozpada się na dwie oddzielne części. Jaki jest tego wynik? Powstają wówczas dwa dyski, każdy z własną gwiazdą w środku. Ale oba te dyski leżą nadal w tej samej płaszczyźnie, a osie obrotu obu młodych gwiazd są wówczas w dużej mierze wyrównane. To właśnie obserwujemy w bliskich układach podwójnych.

Niektórzy astronomowie sądzą jednak, że takie układy złożone z gwiazd okrążających się na bardzo ciasnych orbitach mogą z czasem ewoluować i przekształcić się w układ bardziej odległych, choć wciąż związanych grawitacyjnie ciał - tak zwany układ rozdzielony. Z jakiegoś powodu gwiazdy z czasem oddalają się od siebie. Ale nawet wtedy ich osie obrotu wciąż powinny być mniej więcej tak samo ustawione w trójwymiarowej przestrzeni.

Źródło: ALMA

Jednak sieć radioteleskopów ALMA dokładniej przyjrzała się parze nowo narodzonych, oddalonych od siebie gwiazd. Ten układ podwójny znany jest jako IRAS 04191+1523. Po raz pierwszy został odkryty przez amerykańsko-holenderskiego satelitę podczerwonego IRAS we wczesnych latach osiemdziesiątych. Obie jego gwiazdy są bardzo lekkie: mają nie więcej niż 10 procent masy Słońca. Są też bardzo młode, liczą sobie zaledwie kilkaset milionów lat, i krążą wokół siebie w odległości około 135 miliardów kilometrów (to 30 razy dalej niż odległość pomiędzy Słońcem a planetą Neptun).

Teraz okazuje się dodatkowo, że orientacja ich osi obrotu jest zupełnie różna. Wygląda więc na to, że każda z nich musiała narodzić się z własnego, pierwotnego obłoku gazu i pyłu. Jest też wysoce prawdopodobne, że obłok ten był silnie turbulentny, niejednorodny. W rezultacie rozpadł się na różne fragmenty, z których każdy miał własną orientację przestrzenną. To przybliża nas nieco do zrozumienia procesu powstawania układów rozdzielonych.

Warto dodać, że właściwe zrozumienie natury układów podwójnych jest ważne - w rzeczywistości większość wszystkich gwiazd we Wszechświecie należy właśnie do takich par. Istnieją także układy wielokrotne gwiazd. Gwiazdy będące ich składnikami mogą ponadto posiadać własne planety.

 

Czytaj więcej:


Źródło: ALMA

Na zdjęciu powyżej: Dwa zwarte źródła - gwiazdy w układzie podwójnym zaobserwowane przez anteny sieci ALMA na fali 1.3 mm. Źródło: Jeong-Eun Lee et al.