Naukowcy z RIKEN Cluster for Pioneering Research w Japonii, Chalmers University of Technology w Szwecji oraz University of Virginia w USA i ich współpracownicy wykonali obserwacje zapadają się obłoków molekularnych tworzących dwie ogromne protogwiazdy, które ostatecznie staną się układem podwójnym.
Chociaż wiadomo, że większość masywnych gwiazd posiada towarzysza, nie jest jasne, jak do tego dochodzi – na przykład, czy obie gwiazdy rodzą się razem ze wspólnego wirującego dysku gazowego znajdującego się w centrum zapadającego się obłoku, czy też później łączą się w pary przez przypadkowe spotkania w zatłoczonej gromadzie gwiazd.
Zrozumienie dynamiki tworzenia się układów podwójnych było trudne, ponieważ protogwiazdy w tych układach są otoczone grubym obłokiem gazu i pyłu, który uniemożliwia ucieczkę większości światła. Na szczęście możliwe jest oglądanie ich dzięki falom radiowym, o ile można je obrazować z wystarczająco wysoką rozdzielczością przestrzenną. Astronomowie wykorzystali instrument ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) do obserwacji w wysokiej rozdzielczości regionu gwiazdotwórczego znanego jako IRAS07299-1651, znajdującego się w odległości 1,68 kiloparseków, czyli ok. 5500 lat świetlnych stąd.
Obserwacje pokazały, że już na wczesnym etapie kształtowania się obłok zawiera dwa obiekty – masywną „główną” gwiazdę centralną i „drugą” formującą się gwiazdę, również o dużej masie. Po raz pierwszy zespół badaczy był w stanie wykorzystać te obserwacje do wyciągnięcia wniosków co do dynamiki układu. Obserwacje wykazały, że dwie tworzące się gwiazdy są oddalone od siebie o ok. 180 jednostek astronomicznych, czyli znacznie. Obecnie okrążają się nawzajem z okresem ponad sześciuset lat i mają masę całkowitą co najmniej osiemnaście razy większą niż Słońce.
Yichen Zhang z RIKEN Cluster for Pioneering Research mówi: To ekscytujące odkrycie, ponieważ od dawna nurtowało nas pytanie, czy gwiazdy tworzą się w układach podwójnych podczas początkowego zapadania się obłoku formującego gwiazdy, czy też tworzą się na późniejszych etapach rozwoju układu. Nasze obserwacje wyraźnie pokazują, że podział na gwiazdy podwójne ma miejsce wcześniej, gdy są jeszcze w początkowych stadiach kształtowania się.
Badacze odkryli też, że układy podwójne kształtują się ze wspólnego dysku zasilanego przez zapadający się obłok –najbardziej prawdopodobny jest scenariusz, w którym druga gwiazda układu powstaje w wyniku fragmentacji dysku pierwotnego wokół pierwszej gwiazdy. Pozwala to początkowo mniejszej drugiej gwieździe na „kradzież” materii odpadającej od jej rodzeństwa i ostatecznie obie gwiazdy powinny ukształtować się jako całkiem podobne „bliźniaki”.
Jonathan C. Tan dodaje: To znaczący postęp w zrozumieniu narodzin masywnych gwiazd. Takie gwiazdy są ważne dla całego Wszechświata, nie tylko w kontekście wytwarzania ciężkich pierwiastków, które tworzą naszą Ziemię i znajdują się w naszych ciałach.
Zhang podsumowuje: Ważne jest teraz, aby spojrzeć na inne przykłady, by zobaczyć, czy jest to wyjątkowa sytuacja, czy też mechanizm wspólny dla narodzin wszystkich masywnych gwiazd.
Więcej:
Spiraling giants: witnessing the birth of a massive binary star system
Dynamics of a massive binary at birth
Źródło: RIKEN
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Na zdjęciu: Widok z ALMA na obszar formowania się gwiazd IRAS-07299 i ogromy układ podwójny w jego centrum
