Наблюдения ALMA исследуют диск и джет массивной протозвезды

Астрономы из Италии и Испании использовали Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA) для наблюдения массивной протозвезды, получившей название IRAS 20126+4104. Наблюдательная кампания, подробно описанная в статье , опубликованной 9 декабря на сервере препринтов arXiv, позволяет получить важные сведения о диске и струйной системе протозвезды.

Протозвезды, также известные как молодые звездные объекты (YSO), обычно представляют собой звезды на ранних стадиях формирования, наблюдаемые в плотных молекулярных сгустках — средах, содержащих большое количество молекулярного газа и межзвездной пыли. Они увеличивают массу, накапливая окружающий материал за счет аккреции.

IRAS 20126+4104 — протозвезда, находящаяся на расстоянии около 5 300 световых лет от Земли. Ее болометрическая светимость составляет 13 000 солнечных светимостей, а масса оценивается примерно в 12 масс Солнца.

Предыдущие наблюдения IRAS 20126+4104 показали, что у нее есть тепловая радиоструя и околозвездная структура, которая, по-видимому, испытывает кеплеровское вращение вокруг протозвезды. Благодаря относительной близости и простой структуре IRAS 20126+4104 является отличной целью для изучения системы диска и джета.

Именно поэтому группа астрономов под руководством Риккардо Чезарони (Riccardo Cesaroni) из обсерватории Арчетри в Италии решила использовать ALMA для анализа структуры и кинематики IRAS 20126+4104.

«Несмотря на большое склонение IRAS 20126+4104, удалось провести успешные наблюдения с помощью ALMA на 1,4 мм в континуальном излучении и ряде молекулярных трассеров газа высокой плотности (для диска) и ударного газа (для струи)», — пояснили исследователи.

Наблюдения ALMA позволили команде Чезарони лучше определить геометрические и кинематические параметры струи и получить карты температуры и столбцовой плотности в областях ударной волны на концах лепестков струи. Было установлено, что струя IRAS 20126+4104 сильно коллимирована, лежит близко к плоскости неба и расширяется со скоростью, увеличивающейся с расстоянием.

Что касается диска IRAS 20126+4104, то исследование показало, что он не только испытывает кеплеровское вращение, но и имеет внутреннюю компоненту скорости. Оказалось, что диск слегка наклонен, стабилен на всех радиусах, а скорость его аккреции составляет 0,001 солнечной массы в год.

Наблюдения также указывают на наличие у диска пылевой оболочки, которая поглощает излучение с поверхности диска. Кроме того, полученные данные свидетельствуют о существовании значительного отклонения от осевой симметрии в юго-западной части диска. По мнению авторов статьи, это может быть вызвано близким спутником IRAS 20126+4104 с меньшей массой или быть результатом того, что материал диска затягивается в расширение вдоль струи.

Полученные наблюдения предоставляют ключевые данные для понимания процессов формирования звёзд и динамики их окружения. В частности, результаты показывают, что активно формирующиеся звезды, такие как IRAS 20126+4104, продолжают взаимодействовать с окружающим газом и пылью, создавая сложные структуры, которые влияют на их эволюцию. Исследование кинематики струи и диска проливает свет на механизмы аккреции и выбросов, характерные для протозвёзд.

Точные измерения параметров диска помогают астрономам лучше предполагать, как молодые звезды поглощают материю и какую роль играют сопутствующие объекты в этих процессах. Это в свою очередь может помочь прогнозировать, как будут развиваться звёздные системы в будущем.

С помощью такого рода исследований учёные надеются создать более полное представление о механизмах, контролирующих формирование звёзд, и о том, как эти процессы могут различаться в зависимости от массы и окружения звёзд. IRAS 20126+4104, благодаря своей относительно близкой позиции и особенностям, предлагает уникальную возможность для дальнейших наблюдений и анализа.