Naukowcy wykorzystali unikalne linie rekombinacji wodoru dla gwiazdy MWC 349A do ujawnienia ukrytych, skolimowanych strumieni.
Używający sieci anten Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) do badania tzw. maserów wokół "dziwnej" gwiazdy MWC 349A naukowcy odkryli coś nieoczekiwanego: niewidziany wcześniej strumień materii wystrzeliwany z dysku gazowego wokół tej gwiazdy z niewiarygodnie dużą prędkością. Co więcej, uważają, że strumień jest wynikiem działania ogromnych sił magnetycznych istniejących wokół gwiazdy. Odkrycie może nam pomóc w zrozumieniu natury i ewolucji masywnych gwiazd oraz ukazać sposób, w jaki masery wodorowe powstają w kosmosie.
Znajdująca się około 3900 lat świetlnych od Ziemi w kierunku na konstelację Łabędzia MWC 349A i jej ciekawe cechy dają niezwykłą okazję do badań naukowych w zakresie optycznym, podczerwonym i radiowym. Masywna gwiazda – licząca około 30 mas Słońca – jest jednym z najjaśniejszych źródeł radiowych na niebie i jednym z nielicznych obiektów, o których wiadomo, że wykazuą masery wodorowe. Te masery niejako wzmacniają mikrofalową emisję radiową obiektu kosmicznego, ułatwiając badanie tych procesów, które zazwyczaj są zbyt słabe, abyśmy mogli je zobaczyć. Właśnie ta unikalna okoliczność pozwoliła naukowcom po raz pierwszy szczegółowo odwzorować strukturę dysku gwiazdowego MWC 349A. Czym są zatem właściwie masery?
Maser (ang. Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, czyli wzmocnienie mikrofal poprzez wymuszoną emisję promieniowania) to zjawisko polegające na wytwarzaniu lub wzmacnianiu mikrofal, zachodzące za sprawą zjawiska emisji wymuszonej w atomach lub cząsteczkach. Może w efekcie produkować wiązkę fal bardziej spójnych.
–Maser jest niczym naturalnie występujący laser – wyjaśnia Sirina Prasad, asystentka w Centrum Astrofizyki Harvard & Smithsonian (CfA), główna autorka artykułu. –To obszar w przestrzeni kosmicznej, który produkuje bardzo jasny rodzaj światła. Widzimy to światło i śledzimy jego pochodzenie, przybliżające nas o krok do odkrycia, co tak naprawdę się tam dzieje.
Wykorzystując zdolność rozdzielczą sieci ALMA, zespół zdołał z pomocą maserów odkryć wcześniej niewidoczne struktury w bezpośrednim otoczeniu gwiazdy. Kierujący projektem Qizhou Zhang, astrofizyk z CfA, uważa że dzięki użyciu maserów generowanych przez wodór do zbadania fizycznych i dynamicznych struktur gazu otaczającego MWC 349A udało się odkryć spłaszczony dysk gazowy o średnicy 50 jednostek astronomicznych, potwierdzający prawie poziomą strukturę dysku wokół tej gwiazdy. Znaleziono również szybko poruszający się strumień (dżet), skryty w jej wietrze gwiazdowym.
Zaobserwowany strumień wyrzuca materię na sporą odległość od gwiazdy z zawrotną prędkością 500 km/s. Zdaniem naukowców jest prawdopodobne, że tak szybko poruszający się strumień jest napędzany przez siły magnetyczne. W przypadku MWC 349A siłą tą może być wiatr magnetohydrodynamiczny – rodzaj wiatru gwiazdowego, którego ruch jest zdeterminowany wzajemnym oddziaływaniem pola magnetycznego gwiazdy i gazów obecnych w otaczającym ją dysku.
–Nasze wcześniejsze zrozumienie MWC 349A zakładało, że gwiazda jest otoczona przez rotujący dysk i odparowujący na skutek światła wiatr. W tym układzie nie widziano jeszcze mocnych dowodów na istnienie dodatkowego, silnie skolimowanego strumienia. Choć nie wiemy jeszcze na pewno, skąd pochodzi i jak jest wytwarzany, prawdopodobne jest, że strumień jest generowany przez wiatr magnetohydrodynamiczny, a w takim przypadku pole magnetyczne byłoby odpowiedzialne za wyrzucanie wirującej materii z układu – dodaje Prasad. –To może pomóc nam lepiej zrozumieć dynamikę wiatrów dyskowych MWC 349A i wzajemne oddziaływanie między dyskami okołogwiazodwymi, wiatrami i strumieniami innych gwiazd.
Więcej informacji:
Źródło: NRAO
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artystyczna pokazująca MWC 349A i otaczający ją dysk z gazu i pyłu, który jest kształtowany przez wiatry i szybki strumień. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Weiss (NRAO/AUI/NSF).
