Portal informacyjny
Nauki ścisłe
Tajemnice narodzin gwiezdnych olbrzymów
Międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez prof. Annę Bartkiewicz z Instytutu Astronomii UMK, po raz pierwszy zajrzał w głąb nieprzeniknionych kokonów pyłu, w których powstają masywne gwiazdy Drogi Mlecznej – przyszłe supernowe. Dzięki radioteleskopom VLA naukowcy przełamali jedną z największych barier w badaniach narodzin tych najpotężniejszych obiektów we Wszechświecie.
Wyniki obserwacji i badań, opublikowane w uznanym czasopiśmie "The Astrophysical Journal", stanowią istotny krok w mapowaniu najwcześniejszych etapów życia najpotężniejszych gwiazd w naszej Galaktyce. Są częścią projektu realizowanego w ramach grantu Opus Narodowego Centrum Nauki "Kosmiczne masery jako narzędzie identyfikacji wybuchów akrecyjnych masywnych protogwiazd".
Przełomowe obserwacje
Międzynarodowym zespołem badawczym, do którego należeli m.in. astrofizycy z Włoch, Niderlandów i RPA, kierowała dr hab. Anna Bartkiewicz, prof. UMK z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Grupa dokonała przełomowych obserwacji masywnych młodych gwiazd w Drodze Mlecznej, wykorzystując sieć radioteleskopów Very Large Array (VLA) w USA. Naukowcy zajrzeli w głąb gęstych obłoków pyłu, w których formują się obiekty o masach przekraczających osiem mas Słońca, które zakończą swój żywot jako supernowe. Ich narodziny są nadal trudne do badania, ponieważ przebiegają wewnątrz nieprzeniknionych dla światła widzialnego bardzo gęstych kokonów gazowo-pyłowych w odległościach zwykle większych niż 1000 lat świetlnych.
Pierścieniowy rozkład chmur masera metanolu w G23.657-00.127 mocno sugerował istnienie młodej masywnej protogwiazdy w jego centrum. Dopiero dzięki wysokiej czułości sieci VLA badaczom udało się "zajrzeć do środka", czyli uzyskać pierwsze obrazy emisji promieniowania ciągłego z centrum pierścienia. Po prawej zaprezentowano wyniki 15-letnich obserwacji przy użyciu 32 m anteny UMK dwóch obiektów. G23.567-00.127 wykazuje stabilną emisję, podczas gdy pod koniec 2024 roku w protogwieździe G23.389+00.185 zauważa się pojaśnienie niektórych składników widma. il. nadesłana
Kosmiczne lasery
Kluczowym narzędziem dla astronomów okazały się molekuły alkoholu metylowego emitujące promieniowanie maserowe na fali o długości 4,5 cm. Te naturalne "kosmiczne lasery" wzmacniają mikrofale i są powszechnym znacznikiem masywnych protogwiazd, ujawniając właściwości fizyczne i strukturę gazu w ich bezpośrednim otoczeniu. Dwie dekady temu zespół odkrył występowanie charakterystycznego ułożenia chmur maserowych w struktury pierścieniowe. Obiekty pochodziły z unikatowej próbki źródeł odkrytych i obecnie monitorowanych przy użyciu 32 m radioteleskopu UMK. Dopiero po unowocześnieniu instrumentu VLA, dzięki bardzo wysokiej czułości, badaczom udało się uzyskać pierwsze obrazy emisji promieniowania ciągłego z centrum pierścieni dla czterech badanych obiektów.
Do tej pory, zakładaliśmy, że pierścienie maserowe otaczają najmłodsze protogwiazdy, jeszcze przed fazą silnego wpływu promieniowania od powstającej gwiazdy na otoczenie. Najnowsze dane sugerują coś przeciwnego: układy z pierścieniami maserowymi mogą być bardziej zaawansowane ewolucyjnie – tłumaczy prof. Anna Bartkiewicz. - Z czasem życia masywnej protogwiazdy, chmury masera metanolu układają się kołowo, gdyż warunki sprzyjające jej powstaniu pojawiają się w zewnętrznych częściach dysku, z którego już centralna gwiazda nie pobiera materii. Nasze badania wykazują, że najbardziej regularny pierścień G23.657−00.127 (jego nazwa to współrzędne galaktyczne) ma ponad 50 tys. lat i jest najstarszy w badanej próbce. Jest on też jednym z niewielu obiektów z emisją maserową metanolu ułożonych prostopadle do linii widzenia – wyjaśnia prof. Bartkiewicz.
Doktorant ze Szkoły Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych UMK mgr Ashwin Varma dodaje, że obiekty te są regularnie obserwowane przez toruński radioteleskop w Piwnicach.
Nie wykazują znaczącej zmienności, potwierdzając tym, że ustała akrecja masy przez centralną gwiazdę. W nieco młodszych obiektach zdarzają się pojaśnienia, ale tylko niektórych obłoków, jak to zdarzyło się pod koniec 2024 roku w protogwieździe G23.389+00.185 – wyjaśnia badacz. - Nie mamy tu do czynienia z epizodyczną akrecją obserwowaną w innych obiektach monitorowanych przez 32 m radioteleskop, o czym donosiliśmy na łamach "Nature Astronomy", ale z innym mechanizmem, który czeka jeszcze na dokładne zbadanie.
