Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAС помощью комплекса радиотелескопов «Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решётка» (ALMA) астрономы получили одно из самых детальных трёхмерных изображений массивной двойной звёздной системы в процессе её формирования
Наблюдая за движением двух молодых массивных звезд на протяжении почти восьми лет, ученые обнаружили, что пара движется по сильно вытянутой орбите и окружена сильно наклоненными газовыми дисками — как относительно друг друга, так и относительно орбиты звезд.
Результаты исследования позволяют предположить, что две звезды не сформировались вместе из единого вращающегося диска вещества, как это часто предполагается, а образовались независимо друг от друга, а затем сблизились в результате гравитационного взаимодействия. Это открытие позволяет по-новому взглянуть на формирование тесных двойных звездных систем.
Большинство массивных звезд рождаются со звездными компаньонами, и считается, что по меньшей мере 90% из них существуют в двойных или кратных системах более высокого порядка. Эти массивные двойные звезды оказывают значительное влияние на окружающую среду благодаря взрывам сверхновых и образованию тяжелых элементов. Но поскольку большинство известных массивных двойных систем изучаются спустя долгое время после завершения их формирования, у астрономов было мало возможностей запечатлеть сам момент их образования.
Международная группа ученых под руководством Ичэня Чжана из Шанхайского университета Цзяо Тун решила изменить ситуацию, изучив IRAS 07299−1651 — систему, содержащую две массивные протозвезды, которые все еще растут, притягивая окружающий газ и пыль.
Более пристальный взгляд на IRAS 07299−1651
Команда уже изучала эту систему в 2019 году, когда наблюдения с помощью телескопа ALMA впервые позволили получить прямые динамические данные о паре звёзд. В то время результаты в целом соответствовали стандартной картине: две звезды сформировались в результате фрагментации одного большого диска. Но одна деталь не срасталась: диски вокруг двух звёзд уже выглядели странно смещёнными.
Чтобы копнуть глубже, исследователи почти восемь лет измеряли едва заметные смещения положения двух звезд на небе. Этот метод требует исключительной точности и вполне по силам телескопу ALMA. «Впервые мы смогли наблюдать, как две массивные звезды вращаются вокруг друг друга, когда они еще только зарождались», — сказал Чжан, автор исследования.
Объединение воедино полной геометрии
Команда объединила этот долгосрочный мониторинг ALMA с данными Очень большого массива данных Национального научного фонда США (VLA), а также инфракрасными изображениями с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и Очень большого телескопа ESO (VLT), которые отслеживали струи вещества, исходящие от молодых звезд.
В совокупности эти наблюдения позволили команде впервые реконструировать полную трехмерную архитектуру системы: как звезды вращаются вокруг друг друга, как наклонены их диски и как их джеты направлены в космос.
«Каждый телескоп позволил увидеть свою часть головоломки, — сказал Рубен Федриани, соавтор исследования. — Сочетание радио- и инфракрасных наблюдений дает наиболее полное представление о формировании этой массивной протодвойной системы».
Орбита, которая ломает стереотипы
То, что они обнаружили, их удивило. Вместо аккуратной, почти круговой орбиты звезды движутся по сильно вытянутой траектории, а предпочтительные орбитальные решения близки к параболической траектории. И вместо того, чтобы быть выровненными, как можно было бы ожидать, если бы звезды образовались из одного диска, окружающие их диски наклонены под острым углом друг к другу и к самой орбите.
"Это было похоже на решение трехмерной головоломки", - сказал Яо Ван, первый автор исследования. "Каждое новое наблюдение добавляло еще один фрагмент, и в конце концов орбита, диски и струи объединились в единую, связную картину".
Эту несогласованную, хаотично выглядящую архитектуру трудно объяснить, если бы две звезды выросли вместе в одном диске — в таком случае можно было бы ожидать, что они унаследуют похожие, хорошо выровненные вращения.
Почти столкновение в глубокой древности
Вместо этого факты указывают на другую версию происхождения: две звезды, вероятно, начали формироваться по отдельности, в своих собственных газовых облаках, а затем в результате случайного сближения приняли нынешнюю конфигурацию, еще находясь в родительском облаке.
Согласно репрезентативным орбитальным решениям, звезды сблизились на минимальное расстояние всего за 60 лет до наблюдений — практически мгновенно по космическим меркам. Компактные диски, которые мы видим сегодня, по всей видимости, пережили столкновение, сохранив четко выраженную структуру вращения.
«Это исследование показывает, что ранняя стадия жизни звезд может быть довольно хаотичной, а случайное столкновение может привести к гравитационному танцу и соединению звезд», — сказал Джонатан К. Тан, соавтор исследования.
Судьба системы остается неопределенной
До сих пор неясно, останутся ли две звезды гравитационно связанными друг с другом навсегда — их нынешнее движение находится близко к границе между орбитой, на которой они остаются связанными, и орбитой, на которой они могут в конечном итоге разойтись. Взаимодействие с окружающим газом все еще может повлиять на их судьбу. Будущие наблюдения помогут прояснить этот вопрос.
В более широком смысле это исследование открывает новый способ изучения того, как сближаются массивные двойные звезды. Применяя тот же подход к долгосрочному мониторингу других молодых массивных двойных систем, астрономы надеются выяснить, как часто в результате тесных сближений, подобных этому, а не совместного формирования в одном протопланетном диске, образуются массивные двойные системы, которые можно увидеть по всей нашей галактике.
Источник: Nature Astronomy, Обсерватория ALMA
На изображении:
В круге на врезке показано изображение центральной двойной системы IRAS 07299−1651 в континууме на длине волны 0,9 мм, на которое наложены реконструированные орбитальные траектории. Излучение в линиях рекомбинации водорода с красным и синим смещением указывает на вращение ионизированных околозвёздных дисков вокруг двух формирующихся звёзд, а стрелки показывают направление биполярных струй. Фон: изображение региона в среднем инфракрасном диапазоне, полученное телескопом «Джеймс Уэбб» (красный = F470N, зеленый = F405N, синий = F360M).
Источник: NASA, ESA, CSA, STScI, Дж. Де Паскуале (STScI), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Ю. Чжан