На основе радионаблюдений и моделирования ученые проанализировали потоки вещества, окружающие молодую звезду, расположенную в темной туманности CB26.
Формирование новых звёзд начинается со сжатия плотного облака космического газа под воздействием собственной гравитации. По мере увеличения плотности растёт и температура, что приводит к запуску термоядерной реакции и началу свечения звезды. Сложность заключается в её вращении.
Космический газ не застывает в пространстве, он находится в постоянном вращении. В процессе сжатия газа, в соответствии с законом сохранения момента импульса, скорость его вращения возрастает. Ускорение вращения приводит к усилению центробежной силы, что предполагает вытекание газа из области до формирования звезды. Данное противоречие получило название «проблема углового момента при формировании звезд».
Ее нашли еще в 1980-х годах. Аккреционные диски оказывают поддержку молодым звездам. Материя, «падающая» на звезду, формирует вокруг нее вращающийся диск. В этих условиях экстремального воздействия часть газа в диске переходит в состояние плазмы. Вращающаяся плазма генерирует магнитное поле, которое воздействует на потоки плазмы. В результате эти потоки порой сталкиваются с молекулярным газом диска и выносят его за его пределы. Такие потоки частиц и называют «дисковым ветром».
Вращение диска может быть существенно заторможено дисковым ветром, что приводит к уменьшению его углового момента и ослаблению центробежных сил, решая, таким образом, проблему, связанную с угловым моментом. Однако, несмотря на это, подтвердить данную гипотезу на основе наблюдений не представляется возможным – даже ближайшие молодые звезды очень сложно рассмотреть с такой детализацией.
Около 460 световых лет от нашей планеты, в компактном водородном облаке CB26, расположена одна из ближайших формирующихся звезд. В 2009 году Ральф Лонхарт (Ralf Launhardt) и его коллеги из Института астрономии Макса Планка (Германия) смогли увидеть у нее истечение газа. Но разрешения тех наблюдений не хватило на то, чтобы определить, насколько далеко от звезды простирается этот «дисковый ветер» — а значит, насколько сильно он влияет на вращение диска.
Чтобы подтвердить первоначальные результаты, исследователи провели повторные наблюдения, используя другую конфигурацию интерферометра Плато-де-Бюре (Франция) и радиоантенны, расположенные на большем расстоянии друг от друга. Полученные данные были сопоставлены с физико-химической моделью диска, что позволило выделить вклад «ветра» и самого диска. Это дало возможность установить характеристики конусообразного дискового потока вещества.
Диаметр конуса, формируемого ветром, вблизи диска варьируется от 20 до 45 астрономических единиц – расстояния от Солнца до Земли. Для сопоставления: Нептун располагается примерно на 30 астрономических единицах от Солнца. Предполагается, что область формирования ветра может охватывать всю внутреннюю часть аккреционного диска – от 10 до 80 астрономических единиц, линии замерзания CO. Ветровые потоки распространяются на расстояние 600 астрономических единиц в направлении, противоположном аккреционному диску, и на 300 астрономических единиц в противоположном направлении. Такого масштаба вполне достаточно, чтобы существенно снизить скорость вращения.
Авторы подтвердили свои вычисления, используя данные девяти моделей молодых звезд, имеющих «дисковый ветер». Эти модели были созданы на основе косвенных данных, полученных в ходе различных исследований, опубликованных за последнее десятилетие. По имеющимся сведениям, область формирования «дискового ветра» в первые десятки тысяч лет остается относительно компактной, однако впоследствии значительно увеличивается в размерах. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Astronomy & Astrophysics.
В настоящее время интерферометр Плато-де-Бюре был модернизирован. В новой обсерватории Noema количество антенн увеличено с шести до двенадцати. Это позволяет считать его самым производительным радиотелескопом, расположенным в Северном полушарии. И авторы исследования CB26 уже планируют новые наблюдения за объектом.