Coś dziwnego dzieje się w pobliskim gwiezdnym pokoju dziecinnym. Zarodkowa gwiazda emituje zdrowy blask promieni rentgenowskich. Jak przedwcześnie urodzone dziecko, rozwijająca się gwiazda (protostar) jest zdecydowanie za młoda, aby zachowywać się tak samo.
Nowe gwiazdy rodzą się, gdy chmura pyłu i gazu w przestrzeni międzygwiezdnej zapada się pod wpływem własnej grawitacji, a przynajmniej tak myśleliśmy. Dziwne zachowanie tego protostaru ujawnia, że coś innego może pomóc grawitacji przekształcić wiązkę gazu i pyłu w gwiazdę.
Naukowcy przebili się przez zakurzony gwiezdny żłobek, aby uchwycić najwcześniejszy i najbardziej szczegółowy widok zapadającej się chmury gazu zmieniającej się w gwiazdę, analogicznie do pierwszego ultradźwięku dziecka.
Obserwacja, dokonana przede wszystkim za pomocą obserwatorium Europejskiej Agencji Kosmicznej XMM-Newton, sugeruje, że jakiś niezrealizowany, energetyczny proces - prawdopodobnie związany z polami magnetycznymi - przegrzewa powierzchnię rdzenia chmury, przesuwając chmurę coraz bliżej stania się gwiazdą.
Obserwacja oznacza pierwsze wyraźne wykrycie promieni rentgenowskich od rodzącego się, ale oziębłego prekursora do gwiazdy, zwanej protostarem klasy 0, znacznie wcześniej w ewolucji gwiazdy, niż większość ekspertów w tej dziedzinie uważała za możliwe. Promienie rentgenowskie są wytwarzane w przestrzeni kosmicznej w procesach, które uwalniają dużo energii i ciepła. Zaskakujące wykrycie promieni rentgenowskich z tak zimnego obiektu ujawnia, że materia opada w kierunku rdzenia protostar 10 razy szybciej niż oczekiwano na podstawie samej grawitacji.
„Widzimy powstawanie gwiazd na etapie embrionalnym” - powiedział dr Kenji Hamaguchi, badacz finansowany przez NASA w NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, MD, główny autor raportu na łamach The Astrophysical Journal. „Poprzednie obserwacje uchwyciły kształt takich chmur gazowych, ale nigdy nie były w stanie zajrzeć do środka. Wykrycie promieni X na tak wczesnym etapie wskazuje, że sama grawitacja nie jest jedyną siłą kształtującą młode gwiazdy. ”
Dane pomocnicze pochodziły z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, japońskiego teleskopu Subaru na Hawajach i 88-calowego teleskopu Uniwersytetu Hawajskiego.
Zespół Hamaguchi odkrył promieniowanie rentgenowskie z protostaru klasy 0 w regionie gwiazdotwórczym R Corona Australis, około 500 lat świetlnych od Ziemi.
Klasa 0 jest najmłodszą klasą obiektu protostellarnego, trwającą od 10 000 do 100 000 lat w procesie asymilacji. Temperatura chmur wynosi około 400 stopni poniżej zera Fahrenheita (minus 240 stopni Celsjusza). Po kilku milionach lat fuzja jądrowa zapala się w centrum zapadającego się obłoku protogwiazdowego i powstaje nowa gwiazda.
Zespół spekuluje, że pola magnetyczne w obracającym się rdzeniu protostaru przyspieszają infalling materii do dużych prędkości, wytwarzając przy tym wysokie temperatury i promieniowanie rentgenowskie. Te promieniowanie rentgenowskie może przenikać przez zakurzony obszar, odsłaniając rdzeń.
„To nie jest łagodny opad gazu” - powiedział dr Michael Corcoran z NASA Goddard, współautor raportu. „Emisja promieniowania rentgenowskiego pokazuje, że siły wydają się przyspieszać materię do dużych prędkości, ogrzewając obszary tej zimnej chmury gazu do 100 milionów stopni Fahrenheita. Emisja promieniowania rentgenowskiego z rdzenia daje nam okno do zbadania ukrytych procesów, w których zimne chmury gazu zapadają się w gwiazdy. ”
Hamaguchi porównał generowanie promieni X w protostarze klasy 0 z tym, co dzieje się podczas rozbłysków słonecznych na naszym Słońcu. Powierzchnia słoneczna ma wiele pętli magnetycznych, które czasami zaplątują się i uwalniają duże ilości energii. Energia ta może przyspieszyć elektrycznie naładowane cząstki (elektrony i zjonizowane atomy) do prędkości 7 milionów mil na godzinę. Cząstki rozbijają się o powierzchnię Słońca i wytwarzają promieniowanie rentgenowskie. Podobnie splątane pola magnetyczne mogą być odpowiedzialne za promieniowanie rentgenowskie obserwowane przez Hamaguchi i jego współpracowników.
Wykrywanie pól magnetycznych z bardzo młodego protostaru klasy 0 stanowi kluczowe ogniwo w zrozumieniu procesu powstawania gwiazd, ponieważ uważa się, że pętle pola magnetycznego odgrywają kluczową rolę w moderowaniu zapadania się chmur. Tylko elektrycznie naładowane cząstki, zwane jonami, reagują na pola magnetyczne. Naukowcy nie są pewni, skąd pochodzą pola magnetyczne lub jony. Jednak promienie X będą jonizować atomy, tworząc więcej jonów, które będą przyspieszane przez aktywność magnetyczną i wytwarzają więcej promieni X.
Zespół wykorzystał XMM-Newton ze względu na jego potężną zdolność zbierania światła, niezbędną do tego rodzaju obserwacji, w których tak mało promieni X przenika przez zakurzony region, oraz wyjątkową moc rozdzielczą Chandra, aby wskazać pozycję źródła promieniowania rentgenowskiego. Zespół użył podczerwonego teleskopu Subaru do ustalenia wieku protostara.
„Wiek oparty jest na dobrze ugruntowanej wykresie widm lub charakterystyk światła podczerwonego, gdy protostar ewoluuje w ciągu miliona lat”, powiedział Ko Nedachi, doktorant na Uniwersytecie w Tokio, który kierował Subaru obserwacja.
Zespół naukowy obejmuje również dr. Rob Petre i Nicholas White z NASA Goddard, dr Beate Stelzer z Obserwatorium Astronomicznego w Palermo we Włoszech oraz dr Naoto Kobayashi z Uniwersytetu Tokijskiego. Kenji Hamaguchi jest finansowany przez National Research Council; Michael Corcoran jest finansowany przez Universities Space Research Association.
Oryginalne źródło: NASA News Release
