Jak vznikají super-Slunce

Souhvězdí Orion je oblastí vzniku velmi hmotných hvězd – výsadní postavení zde má především známá Mlhovina v Orionu, kterou najdeme v místě Orionova meče. Její plyn a prach svítí v důsledku intenzivního ultrafialového záření skupiny velmi mladých hmotných hvězd. Mlhovina, která je od Země vzdálena 1 300 světelných roků, je nejbližší „porodnicí“ nových hvězd.

Mladá hvězdokupa nemůže být pozorovatelná běžnými dalekohledy, protože je zahalena do oblaku prachu a plynu, avšak nová pozorování s vysokým rozlišením v průběhu dlouhého časového období odhalila proces vzniku velmi hmotných hvězd, a to na základě pozorování v rádiovém oboru. Tato pozorování poskytují mnohem detailnější snímky, než jaké byly doposud získány. Vytvořený zrychlený „film“ ukazuje, že hmotné hvězdy vznikají podobně jako jejich menší sourozenci – rozhodující roli přitom hrají akreční disk a magnetická pole.

Způsob, jakým hmotné hvězdy vznikají, zůstává částečně záhadou, protože tyto hvězdy se vyskytují velmi vzácně, dožívají se nízkého věku a v době jejich mládí jsou zahaleny prachem a plynem, který je před pozorováním ukrývá.

„Víme, jak tyto hvězdy umírají, ale jen velmi málo toho víme o jejich zrodu,“ říká Lincoln Greenhill, hlavní vědecký pracovník této studie a člen týmu, zahrnujícího vědce z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) a National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

Na rozdíl od Hubblova kosmického dalekohledu HST a dalších observatoří, pracujících ve viditelném světle, můžeme při pozorování pomocí radioteleskopů proniknout skrz závoje prachu v okolí hvězd. Astronomové studovali velmi masivní mladou protohvězdu, známou jako „Zdroj I“ (Source I), na rádiových vlnách při použití soustavy radioteleskopů National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA), která působí jako velmi výkonné „zvětšovací sklo“.

VLBA poskytuje stejně ostré snímky jako famózní fotografie z HST, zachycující tzv. proplydy (protoplanetární disky) v okolí hvězd v souhvězdí Orion. Astronomové pozorovali „Zdroj I“ v měsíčních intervalech po dobu více než dvou let a následně sestavili jednotlivé snímky do časové řady (videa).

Pomocí radiointerferometru VLBA byly detekovány tisíce plynných oblaků oxidu křemíku (SiO), produkujících tzv. masery – přirozeně vznikající záření podobné laseru, často doprovázející právě vznik hvězd. Některé masery se vyskytovaly blíže k protohvězdě, než je vzdálenost Jupiteru od Slunce.

„Studovaná oblast je místem s nejbohatším výskytem maserů v naší Galaxii,“ říká Lynn Matthews, hlavní autor nové práce, který nyní pracuje na MIT Haystack Observatory. „Bez přítomnosti maserů bychom nemohli vystopovat tak detailně pohyb plynů v těsné blízkosti hmotné hvězdy a data by byla značně nepřehledná.“

„V astronomii je velkou vzácností pozorovat v průběhu lidského života měnící se vesmír. Díky tomuto novému ´filmu´ můžeme pozorovat změny během několika měsíců – oblaka plynů se doslova hemží v okolí protohvězdy,“ dodává Ciriaco Goddi, spoluautor objevu a astronom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Výsledný časový snímek odhaluje stopy rotujícího akrečního disku, v němž plyn doslova víří blíž a blíž k protohvězdě v centru systému. Rovněž ukazuje materiál, unikající pryč ve směru kolmém na disk ve dvou protisměrných proudech ve tvaru písmene „V“ – vlastně vytváří útvary v podobě kužele. Takovéto proudění podporuje vznik hvězdy tím, že odnáší přebytečný úhlový moment pryč ze soustavy. To umožňuje vznik hvězdy i planet.

Spletité proudy plynů, jak se zdá, opouštějí disk. „Zakřivené dráhy těchto maserů poskytují klíčové důkazy, že magnetická pole mohou mít vliv na pohyb plynů v blízkém okolí protohvězdy,“ vyzdvihuje Claire Chandler (NRAO) a spoluautor výzkumu.

Siločáry magnetického pole jsou důvěrně známé z jejich vlivu na kovové piliny, rozsypané na papíru nad tyčovým magnetem: piliny se soustřeďují podél siločar spojujících oba póly magnetu. V případě Zdroje I a dalších velmi hmotných protohvězd se magnetické siločáry mohou „otevřít“ do kosmického prostoru. Unikající plyn proudí podél těchto magnetických siločar.

Získaná data neukazují, zda magnetické pole má svůj původ ve hvězdě či v akrečním disku. Další pozorování pomocí E-VLA (Expanded Very Large Array) a ALMA (Atacama Large Millimeter Array) by měla být schopna rozhodnout mezi konkurenčními hypotézami. Tým astronomů plánuje pátrání po dalších stopách („otiscích prstů“) magnetického pole v okolí Zdroje I.

Popis obrázku v úvodu článku:

Umělecká představa „vířícího disku“, který obklopuje mladou velmi hmotnou hvězdu známou jako Zdroj I v Orionu (Orion Source I). Disk horkého ionizovaného plynu v okolí centrální hvězdy ji ukrývá před naším pohledem. Proudy chladného plynu jsou hnány na obě strany mimo rovinu disku (jak ukazují barevné šipky) a je tvarován do podoby přesýpacích hodin v důsledku spletitých siločar magnetického pole (viz tenké modré čáry). Tento unikající plyn je osvětlen emisí molekul oxidu křemíku – emisí, která byla zobrazována a sledována astronomy v rádiovém oboru měsíc co měsíc. Celý disk a proud plynů rotují, což je pozorovatelné především na základě Dopplerova posunu materiálu, unášeného prouděním; červená barva představuje materiál, který se pohybuje ve směru od pozorovatele, zatímco modrá barva vyznačuje materiál, který se pohybuje směrem k pozorovateli.

Zdroj: http://www.cfa.harvard.edu/news/2009/pr200922.html

autor: František Martinek