Astronomowie odkryli gigantyczną otoczkę lub dysk świecącego gazu o średnicy ponad roku świetlnego rozjaśniany przez fale uderzeniowe wywoływane wiatrami wiejącymi z prędkościami dochodzącymi do 360 tysięcy kilometrów na godzinę. Dysk obraca się wokół masywnej gwiazdy odległej od Ziemi o 20 tysięcy lat świetlnych. To pierwszy przypadek stwierdzenia, że taki obiekt emituje swoje własne światło.

Badania, kierowane przez dr Nandę Kumar z Centrum Astrofizycznego Uniwersytetu w Porto w Portugalii, przeprowadzone zostały między innymi za pomocą brytyjskiego teleskopu podczerwonego UKIRT (United Kingdom Infrared Telescope) znajdującego się na Hawajach. Uczeni użyli nowego spektrometru USIST i zbadali młody obiekt gwiezdny oznaczony jako IRAS 07427-2400. Ich wyniki dowodzą, że dysk wokół młodej gwiazdy świeci światłem cząsteczkowego wodoru i zjonizowanego żelaza.

Dr Stan Kurtz z Narodowego Autonomicznego Uniwersytetu w Meksyku (UNAM), ekspert od dysków o rozmiarach systemu planetarnego znajdujących się wokół masywnych gwiazd, stwierdził: “Wiemy że protogwiazdowe dyski istnieją wokół gwiazd podobnych do Słońca, ale ich sylwetki są zwykle widoczne na tle jasnych mgławic. W tym przypadku cząsteczki w dysku są wystarczająco gorące, aby samemu jasno świecić“.

Dr Kumar dodaje: “Po raz pierwszy tego typu otoczka jest widoczna w cząsteczkowej emisji wodoru. Daje nam to informację, że masywne gwiazdy powstają w warunkach bardzo różniących się od tych, w których rodzą się gwiazdy wielkości Słońca“.

Centralna gwiazda jest bardzo młoda, liczy sobie około 100 tysięcy lat. Dla porównania, nasze znajdujące się w średnim wieku, Słońce ma już około 5 miliardów lat. Obserwowany dysk ma wielkie rozmiary, jego średnica jest tysiąckrotnie większa niż rozmiary orbity Plutona. Młoda gwiazda ulega szybkim zmianom, gdy w procesie akrecji opadają na nią gaz i pył. Świeci ona obecnie około tysiąc razy jaśniej niż nasze Słońce.

Dr Amadeu Fernandes z CAUP w Porto stwierdza: “Wyniki z UKIRT pokazują, że blask dysku nie jest wywoływany intensywnym światłem gwiazdy znajdującej się w jego centrum, ale napędzany jest potężnymi falami uderzeniowymi“. Dr Chris Davis z Joint Astronomy Centre na Hawajach wyjaśnia: “Dysk jest najprawdopodobniej wzbudzany przez naddźwiękowe wiatry wiejące od gwiazdy centralnej. Wiatry te, poruszające się z prędkościami setek tysięcy kilometrów na godzinę, uderzają w dysk i nagrzewają gaz do tysięcy stopni“.

Dr Kumar dodaje: “Jest również możliwe, że fale uderzeniowe są napędzane przez ogromne ilości gazu i pyły opadające z dysku na młodą gwiazdę. Aby zrozumieć jak jest naprawdę potrzebne będą dalsze badania“.

Dyski wokół młodych i podobnych do Słońca gwiazd znane są jako miejsca narodzin planet, które mogą powstawać z pyłu i gazu dającego początek gwieździe. Obserwowany dysk ma masę około 150 mas Słońca – to wystarczająco dużo aby dać początek setce Słońca lub wielu tysiącom planet. Jednak wyniki badań wskazują, że wokół omawianej gwiazdy nie powstaną w przyszłości planety, Intensywne fale uderzeniowe czynią gaz zbyt gorącym aby mógł on kondensować w planety. Dr Davis stwierdza: “Mówi nam to, że masywne gwiazdy mogą nie dopuścić do powstania w swoim otoczeniu planet“.

Zamiast stworzyć gromadę gwiazd lub planety je obiegające, dysk zostanie ostatecznie zniszczony przez intensywne promieniowanie ultrafioletowe gwiazdy centralnej. Promieniowanie to działa już teraz, odpychając wewnętrzną krawędź dysku i odparowując gaz. Dr Kumar stwierdził: “Widzieliśmy za pomocą UKIRT otwarte pierścienie gazu wokół podobnych gwiazd. Uważamy że mogą być pozostałościami wielkich dysków, które zostały odparowane“.

Całkowite zniszczenie dysku potrwa wiele tysięcy lat. Zanim to się stanie, jego rozmiary i jasność pozwolą naukowcom badać go za pomocą naziemnych teleskopów takich jak UKIRT, bez konieczności używania teleskopów znajdujących się w Kosmosie.

Dr Davis powiedział: “Stoi teraz przed nami zadanie poszukiwania innych gorących molekularnych dysków otaczających młode gwiazdy i umieszczenie faktu ich istnienia w teoriach mówiących o narodzinach masywnych gwiazd“.

Dysk został odkryty w styczniu 2001 roku, ale dla potwierdzenia jego natury potrzebne było przeprowadzenie dalszych obserwacji. Grupa badaczy wykorzystała należące do CALTECH Obserwatorium Submilimetrowe na Hawajach i stwierdziła że mamy do czynienia z obracającym się dyskiem. Stan Kurtz użył radioteleskopu Very Large Array w Nowym Meksyku i sporządził mapę obserwowanego obiektu w falach radiowych.

Autor

Michał Matraszek