Przejdź do treści

Promienie X od nowo narodzonej gwiazdy wskazują najwcześniejsze dni naszego Słońca

Wizja artystyczna oraz obraz w promieniach X HOPS 383

Astronomowie ogłosili pierwsze wykrycie promieni rentgenowskich z najwcześniejszej fazy ewolucji gwiazdy takiej jak nasze Słońce. Odkrycie dokonane przy użyciu obserwatorium rentgenowskiego Chandra może pomóc odpowiedzieć na niektóre stawiane sobie obecnie pytania dotyczące Słońca i Układu Słonecznego.

Promieniowanie X pochodziło z rozbłysku emitowanego przez obiekt o nazwie HOPS 383, znajdujący się około 1400 lat świetlnych od Ziemi w regionie gwiazdotwórczym Kompleksu Obłoku Molekularnego Oriona. Astronomowie określają HOPS 383 jako młodą „protogwiazdę”, ponieważ jest w najwcześniejszej fazie ewolucji, która następuje bezpośrednio po rozpoczęciu się kolapsu dużego obłoku gazu i pyłu. Po osiągnięciu dojrzałości HOPS 383 będzie mieć masę około połowy masy Słońca.

Chociaż naukowcy wiedzą, że młode gwiazdy znacznie bardziej aktywnie emitują promieniowanie X niż starsze, wciąż debatowali o momencie, w którym rozpoczyna się ta emisja promieniowania rentgenowskiego.

„Nie mamy wehikułu czasu, który pozwala nam bezpośrednio obserwować nasze Słońce w momencie, gdy zaczynało swoje życie, więc najlepszym rozwiązaniem jest obserwowanie analogicznych obiektów, takich jak HOPS 383. Na ich podstawie możemy odtworzyć ważne części przeszłości naszego Układu Słonecznego” – powiedział główny autor badania, Nicolas Grosso z Astrophysics Laboratory of Marseille na Uniwersytecie Aix-Marseille we Francji.

Obserwacje Chandra z grudnia 2017 roku pokazały rozbłysk rentgenowski w HOPS 383, który trwał około 3 godzin i 20 minut. Nie wykryto promieni X z protogwiazdy poza tym okresem ekspansji, co sugeruje, że w tym czasie HOPS 383 była co najmniej średnio dziesięć razy słabsza niż w swoim maksimum. Jest także 2000 razy jaśniejsza niż najjaśniejszy rozbłysk rentgenowski obserwowany ze Słońca, gwiazdy w średnim wieku o stosunkowo niskiej masie.

Podczas najwcześniejszych etapów ewolucji protogwiazd – reprezentowanych przez obiekty takie jak HOPS 383 – około połowa masy protogwiazdy znajduje się w kokonie gazu i pyłu, który opada na dysk otaczający gwiazdę centralną. Światło od niemowlęcej gwiazdy w HOPS 383 musi przebić się przez ten kokon. Na szczęście promienie X są wystarczająco silne, aby to zrobić.

Gdy materia z kokonu opada do środka w kierunku dysku, dochodzi również do ucieczki gazu i pyłu. Ten „wypływ” usuwa moment pędu z układu, umożliwiając materii opadanie z dysku na rosnącą młodą protogwiazdę. Astronomowie widzieli taki wypływ z HOPS 383 i sądzą, że potężny rozbłysk promieniowania X, taki jak ten obserwowany przez Chandra, może pozbawić elektrony atomów. Może to być ważne do napędzania wypływu siłami magnetycznymi.

Jeżeli powiązanie między rozbłyskami promieniowania X a wypływami jest prawidłowe, podobne rozbłyski mogły odegrać ważną rolę w tworzeniu się naszego Słońca.

Co więcej, kiedy gwiazda wybuchnie w promieniach X, prawdopodobnie spowoduje również energetyczne przepływy cząstek, które zderzyły się z ziarnami pyłu znajdującymi się na wewnętrznej krawędzi wirującego wokół protogwiazdy dysku materii. Zakładając, że coś podobnego wydarzyło się w naszym Słońcu, reakcje jądrowe wywołane tym zderzeniem mogą wyjaśnić niezwykłe obfitości pierwiastków w niektórych typach meteorytów znalezionych na Ziemi.

Nie zostały wykryte żadne inne rozbłyski z HOPS 383 w ciągu trzech obserwacji Chandra z całkowitą ekspozycją wynoszącą nieco poniżej jednego dnia. Astronomowie będą potrzebowali dłuższych obserwacji rentgenowskich, aby ustalić, jak często takie rozbłyski występują w bardzo wczesnej fazie rozwoju gwiazd takich, jak nasze Słońce.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
X-rays From a Newborn Star Hint at Our Sun's Earliest Days

Evidence for magnetic activity at starbirth: a powerful X-ray flare from the Class 0 protostar HOPS 383

Źródło: Chandra

Na ilustracji: Wizja artystyczna oraz obraz w promieniach X HOPS 383. Źródło: Promieniowanie X: NASA/CXC/Aix-Marseille University/N. Grosso i inni; Ilustracja: NASA/CXC/M. Weiss