Хорошо известно, когда массивное облако газа разрушается под действием собственной силы тяжести, может образоваться ребенок звезды. Интенсивный гравитационный коллапс начинает подгонять процессы слияния, сращивая больше материи, и этим подпитывает новорожденную звезду. Хотя общий процесс достаточно хорошо изучен, но детали все еще не рассмотрены.
Например, звездный эмбрион, растущий внутри газового облака, не «кормится» непосредственно из этого же облака. Независимо от облака спирали детской звезды создают быстро закрученный горячий диск. Таким образом, звезда питается диском, который сам по себе питается газом из окружающего облака. Этот диск действует практически как плацента матери. Это не сама мать, а плацента, которая обеспечивает питательные вещества для развивающегося эмбриона.
Но астрономы не могли с точностью определить, где заканчивается диск вокруг новорожденной звезды («плацента») и где начинается внутренняя граница облака газа («мать»). Теперь астрономы с помощью Атакамской Большой (антенной) Решетки Миллиметрового Диапазона (ALМA) увидели эту границу при помощи прямого наблюдения, что, несомненно, улучшит звездное (и планетарное) моделирование.
«Диски вокруг звезд – это места, где будут сформированы планеты, - сказал Юсуке Асо из Токийского университета и ведущий автор статьи, опубликованной в Astrophysical Journal (Астрофизическом Журнале). – Для того чтобы понять механизм формирования диска, необходимо дифференцировать диск от внешней оболочки и точно определить местоположение его границы».
Оптически увеличив протозвезду под названием TMC-1A, находящуюся около 450 световых лет от Земли в созвездии Тельца, команда Асо получила возможность увидеть его внутренний вращающийся диск (планетарный диск) и дифференцировала его от кормящего его облака. Для этого исследования значительную роль сыграла крайняя точность ALMA по измерению распределения скоростей.
В случае TMC-1A граница перехода от вращающегося диска к окружающей газовой оболочке была измерена в 90 а.е. (астрономические единицы, где 1 а.е. равняется среднему расстоянию вращения Земли вокруг Солнца) от центральной детской звезды. Это расстояние в три раза больше, чем орбита Нептуна. Более того, наблюдения ALMA показали, что диск протозвезды подчиняется движению Кеплера. То есть ближний к орбите звезды движется быстрее, в то время как дополнительный материал из орбиты движется медленнее.
Это важно: с помощью скорости вращения газа в диске исследователи смогли рассчитать массу детской звезды. Этот «звездный ребенок» весит примерно 0.68 (68 % или примерно две три) массы нашего Солнца. Кроме того, они смогли вывести скорость, с которой вещество падает с диска на звезду – одна миллионная масса нашего Солнца падает в TMC-1A каждый год со скоростью 1 километр в секунду.
Интересно, что эта масса в падении развивает намного меньшую скорость, чем можно было ожидать, если бы газ падал при скорости свободного падения (то есть ничего не препятствует течению).
«Мы ожидаем, что с ростом детской звезды, граница между диском и областью осадков переместится наружу, - сказал Асо. – Мы уверены, что будущие наблюдения ALMA покажут такую эволюцию».
Таким образом, астрономы приняли межзвездный ультразвук звезды, которая находится в процессе роста внутри своей звездной комнаты, открывая беспрецедентную подробность того, как формируются протозвезды.