Międzynarodowy zespół astronomów korzystający z ALMA uchwycił moment, w którym stara gwiazda po raz pierwszy zaczęła zmieniać swoje otoczenie. Gwiazda wyrzuciła dwubiegunowe strumienie gazu, które teraz zderzają się z otaczającą materią. Wiek obserwowanego dżetu szacuje się na 60 lat. Właściwości te pomagają naukowcom zrozumieć, w jaki sposób powstają złożone kształty mgławic planetarnych.
Gwiazdy podobne do naszego Słońca w ostatnim etapie swojego życia ewoluują do postaci czerwonych olbrzymów. Następnie gwiazda wypala gaz i tworzy pozostałość zwaną mgławicą planetarną. Można rozróżnić wiele kształtów mgławic planetarnych; niektóre są sferyczne, ale inne są dwubiegunowe bądź też wykazują skomplikowane struktury. Astronomowie są zainteresowani pochodzeniem tej odmiany, ale gęsty gaz i pył wyrzucone przez starą gwiazdę zaciemniają układ i utrudniają zbadanie wewnętrznych mechanizmów tego procesu.
Zespół astronomów skierował anteny ALMA na W43A, stary układ gwiezdny znajdujący się 7000 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Orła, aby rozwiązać ten problem
Dzięki wysokiej rozdzielczości ALMA zespół uzyskał bardzo szczegółowy obraz przestrzenny wokół W43A. Najbardziej znanymi strukturami są dwubiegunowe dżety. Naukowcy odkryli, że ich prędkość wynosi aż 175 km/s, czyli znacznie więcej niż według poprzednich szacunków. Na podstawie tej prędkości oraz wielkości dżetów zespół obliczył, że wiek strumienia gazu jest krótszy niż długość ludzkiego życia.
Obraz ALMA wyraźnie odwzorowuje rozkład chmur pyłowych porywanych przez dżety, co jest znamiennym dowodem na to, że wpływa on na otoczenie.
Zespół sugeruje, w jaki sposób to porywanie obłoków może być kluczowe dla utworzenia dwubiegunowej mgławicy planetarnej. W ich scenariuszu starsza gwiazda początkowo wyrzuca gaz sferycznie, a jądro gwiazdy traci otoczkę. Jeżeli gwiazda ma towarzysza, gaz z niego wylewa się na jądro umierającej gwiazdy, ale część tego nowego gazu tworzy dżety. Dlatego to, czy stara gwiazda ma towarzysza, jest ważnym czynnikiem określającym strukturę powstałej mgławicy planetarnej.
W43A jest jedną z tzw. „fontann”. Są to stare gwiazdy, które wykazują charakterystyczną emisję radiową z cząsteczek wody. Obserwacje z ALMA prowadzą do wniosku, że woda podgrzana w celu wygenerowania emisji radiowej znajduje się w obszarze styku między dżetami a otaczającą materią. Być może wszystkie te źródła „wodnych fontann” składają się z centralnego układu podwójnego, który właśnie uruchomił dżet, podobnie jak W43A.
Zespół już pracuje nad nowymi obserwacjami ALMA innych podobnych gwiazd. Mają nadzieję, że uzyskają nowe spojrzenie na to, jak tworzą się mgławice planetarne i jak wygląda przyszłość dla gwiazd takich jak Słońce.
Do tej pory zidentyfikowano zaledwie 15 obiektów „wodnej fontanny”, pomimo faktu, że w Drodze Mlecznej znajduje się ponad 100 mld gwiazd. Prawdopodobnie taka ilość obserwacji wynika z faktu, że czas życia dżetów jest dość krótki, dlatego też astronomowie mają szczęście, że zaobserwowali tak rzadkie obiekty.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej:
ALMA Spots Metamorphosing Aged Star
Źródło: ALMA
