Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba odkrył nieznane dotąd właściwości protogwiazdy L1527, umożliwiając wnikliwą analizę początków nowych gwiazd. Te niesamowite chmury, występujące w obszarze gwiazdotwórczym w gwiazdozbiorze Byka, są widoczne tylko w podczerwieni, co czyni je idealnym obiektem do obserwacji dla NIRCam (Near-Infrared Camera).

Sama protogwiazda jest ukryta w obrębie szyjki tej klepsydry. Ciemna linia wzdłuż środka szyjki to widziany od boku dysk protoplanetarny. Światło z protogwiazdy rozchodzi się nad oraz pod tym dyskiem, oświetlając przestrzeń między otaczającym gazem i pyłem.

NASA, ESA, CSA, and STScI. Image processing: J. DePasquale, A. Pagan, and A. Koekemoer (STScI)

Protogwiazda L1527, ukazana na ilustracji z NIRCam, znajduje się w chmurze materii, z której się formuje. Wyrzucanie materii przez gwiazdę utworzyło ubytki nad oraz pod nią, których zarys mieni się na pomarańczowo i niebiesko. Kształty przypominające bąble, spowodowane sporadycznymi wyrzutami, występują w części powyżej centrum.

Na tym zdjęciu, w kolorach odpowiadających długościom w spektrum podczerwonym – niebieskim i pomarańczowym, widać najbardziej charakterystyczne chmury regionu. Nakreślają ubytki utworzone, gdy protogwiazda wyrzuca materię, która zderza się z sąsiadującym gazem i pyłem. Kolory same w sobie zależne są od grubości warstw pyłu między teleskopem Webba i chmurami. W niebieskich obszarach pył jest najcieńszy. Im grubsza warstwa pyłu, tym mniej światła niebieskiego może się przedrzeć, czego efektem jest kolor pomarańczowy.

Webb odkrył również włókna z cząsteczek wodoru, które są naruszane, kiedy protogwiazda wyrzuca materię. Te perturbacje hamują formowanie się gwiazd. Gdyby nie to, gwiazd tworzyły by się w obrębie całej chmury. W konsekwencji protogwiazda dominuje w regionie, pochłaniając większość materii sama.

Wbrew chaosowi, który tworzy L1527, jest ona względnie młodym obiektem, liczącym zaledwie blisko 100 tys. lat. Biorąc pod uwagę wiek i jasność w dalekiej podczerwieni, zaobserwowaną przez misje takie jak IRAS, L1527 jest uważana za protogwiazdę klasy 0, czyli jest na najniższym stadium ewolucji gwiazdy. Takie obiekty, otoczone chmurą gazu i pyłu, mają przed sobą jeszcze długą drogę, zanim staną się pełnoprawną gwiazdą. L1527 nie wytwarza jeszcze własnej energii syntezą termojądrową wodoru, co jest charakterystyczną cechą gwiazd. Jej kształt, choć głównie sferyczny, jest jednocześnie niestabilny, przyjmuje formę małych, gorących i puszystych kępek gazu o masie między 20% a 40% masy Słońca.

Podczas gdy protogwiazda powiększa swoją masę, jej jądro stopniowo spręża się i jest coraz bliżej do rozpoczęcia stabilnej fuzji jądrowej. Właśnie ta sytuacja uchwycona jest na zdjęciu. Otaczająca chmura składa się z gęstego pyłu i gazu ściąganego do centrum, gdzie znajduje się protogwiazda. Gdy materia jest ściągana, porusza się spiralnie wokół centrum. Tworzy to gęsty dysk materii, nazywany dyskiem akrecyjnym, z którego protogwiazda pozyskuje materię. Gdy nabędzie więcej masy i spręży się bardziej, temperatura w jądrze zwiększy się, ostatecznie osiągając wartość graniczną i rozpocznie się fuzja termojądrowa.

Wspomniany dysk jest widoczny na ilustracji jako ciemna obręcz naprzeciwko jasnego centrum. Ma on wielkość Układu Słonecznego. Zważywszy na gęstość, grupowanie się większości materii nie jest niczym wyjątkowym – są to zalążki planet. Podsumowując, ten obraz L1527 dał nam wgląd na to, jak wyglądały początki Słońca i Układu Słonecznego.

Korekta – Matylda Kołomyjec

Autor

Amelia Staszczyk