Астрономы впервые наблюдали процесс роста молодой звезды

МОСКВА, 26 авг — РИА Новости. Используя инструмент GRAVITY телескопа VLT Европейской южной обсерватории (ESO) ученые подробно изучили процесс роста звезды TW Гидры, обладающей протопланетным диском. Результаты исследования стали первым инструментальным подтверждением гипотезы магнитосферной аккреции, сформулированной тридцать лет назад. Работа опубликована в журнале Nature.

Рождение звезды начинается с появления плотной области в облаке молекулярного газа, которое, коллапсируя под действием собственной силы тяжести, становится все плотнее и все больше нагревается, пока плотность и температура в образовавшейся протозвезде не станут настолько высокими, что начнется ядерный синтез водорода и гелия.

Протозвезды, масса которых примерно в два раза больше массы Солнца, примерно за десять миллионов лет до начала ядерного синтеза проходят так называемую фазу Т Тельца, названную так по первой наблюдаемой звезде такого типа в созвездии Тельца.

Больше половины звезд типа T Тельца имеют околозвездный диск. Во внешних областях этого диска пыль и газ слипаются и образуют все более крупные тела, которые в конечном итоге могут стать планетами. В то же время большое количество газа и пыли из внутренней области диска притягивается к растущей звезде, увеличивая ее массу.

Но из-за сохранения углового момента для любого объекта, будь то планета или газовое облако, гораздо естественнее вращаться вокруг центрального объекта массы, чем падать на его поверхность. А в непосредственной близости от звезды — на расстоянии менее десяти ее радиусов — процесс аккреции с точки зрения законов физики вообще становится проблематичным.

Что бы объяснить это противоречие, тридцать лет назад была предложена гипотеза магнитосферной аккреции, согласно которой магнитное поле молодой звезды направляет газ от внутреннего края диска к ее поверхности в виде узких столбчатых потоков. В идеале эти потоки должны быть ориентированы четко на северный и южный магнитные полюса звезды по силовым линиям магнитного поля.

Астрономы их сотрудничества GRAVITY под руководством Ребека Гарсиа Лопес (Rebeca García López) из немецкого Института астрономии Макса Планка и Дублинского института перспективных исследований, наблюдая за звездой TW Гидры — типичным представителем типа T Тельца со своим протопланетным диском — нашли первое прямое доказательство того, что газ действительно направляется на молодые звезды в виде узких колонн.

"Эта звезда особенная, потому что она очень близко к Земле, всего в 196 световых годах от нас, и диск материи, окружающий звезду, обращен прямо к нам, — приводятся в пресс-релизе Института астрономии Макса Планка слова Лопес. — Это делает его идеальным кандидатом для исследования того, как материал из диска, образующего планеты, направляется на поверхность звезды".

Увидеть детали этого процесса раньше было невозможно из-за их крайне малых размеров. В новом исследовании ученые использовали исключительно высокую разрешающую способность GRAVITY — инструмента адаптивной оптики, объединяющего в единое изображение свет ближнего инфракрасного диапазона, собранный с четырех восьмиметровых телескопов VLT ESO в обсерватории Паранал в Чили.

Такой виртуальный телескоп позволяет различать мельчайшие детали, доступные только телескопу со стометровым зеркалом. В итоге исследователи смогли рассмотреть, как устроена внутреннюю часть газового диска, окружающего звезду TW Гидры и зафиксировать узкие потоки вещества, направленные к звезде.

В будущих наблюдениях, снова используя GRAVITY, исследователи попытаются получить данные, которые позволят им более детально реконструировать физические процессы вблизи звезды, в частности, понять, действительно ли магнитное поле звезды такое же простое, как у Земли — с северным и южным полюсами, выровненными по оси вращения звезды, или оно устроено сложнее.