Астрономы исследовали малый протопланетный диск у молодой звезды и обнаружили в нём «шипы». Эти образования, вероятно, позволяют звездам сбрасывать напряжение; иначе магнитные поля вокруг них были бы значительно сильнее и оказывали бы более сильное влияние на их развитие.
Рождение звезды — бурное событие как для самой звезды, так и для ее окружения. Гравитация, трение, турбулентность, излучение, магнитные поля и другие силы вступают в игру в плотном молекулярном облаке, где наблюдения затруднены. Астрономы стремятся понять взаимодействие этих процессов, что требует чрезвычайно точных данных наблюдений. Комплекс радиотелескопов ALMA уже 10 лет снабжает ученых такими данными.
За прошедшие годы зафиксировано много снимков протопланетных дисков с разрывами, спиралями и другими деталями. Такие диски обычно крупные, их радиус превышает 100 астрономических единиц. Но во время наблюдений учёные также находят диски гораздо меньшего размера, радиусом несколько десятков астрономических единиц. Даже при низкой разрешающей способности заметно, что они различаются по массе и размеру.
Кроме того, некоторые компьютерные модели звездообразования показывают лишь массивные диски. Чтобы объяснить разницу между моделью и наблюдениями, учёные изучают малые зарождающиеся системы с помощью телескопов.
В этот раз сотрудники Университета Кюсю применили ALMA для изучения объекта MC 27, находящегося примерно в 450 световых годах от Земли, в направлении созвездия Телец. Ранние наблюдения показали там небольшой протопланетный диск радиусом около 10 астрономических единиц с тусклым зародышем звезды в центре. «Ядро» там одно из самых плотных в области звездообразования, но это не самое интересное для астрономов.
Объект MC 27 поразил гигантскими «арками» газа, протянувшимися на тысячи астрономических единиц от центрального участка. Такие структуры впервые обнаружили у протозвездной системы. Позже подобные образования нашли и в других молодых системах. Предположили, что это потоки материи, которые компоненты двойной звезды вытягивают друг у друга. Но в случае MC 27 возникло другое объяснение — следствие магнитной обменной неустойчивости в диске.
Астрономы в новой работе изучали протозвездный диск и обнаружили в нем два небольших и тусклых выброса газа. Ученые не нашли признаков наличия еще одного объекта, который мог бы перетягивать на себя материю. По всем параметрам это очень стабильный диск.
Сравнение условий системы с результатами наблюдений позволило авторам исследования сделать вывод о влиянии «магнитных выбросов» и диска.
Существует явление обменной неустойчивости, при котором перепады плотности газа в протопланетном диске вызывают реакцию нестабильности магнитного поля. В результате этого происходит выброс магнитного потока. Это сравнивается с процессом «чихания» молодой звезды, так как напоминает, как человек на высокой скорости выпускает пыль и воздух. объяснилГлавным автором исследования является Казуки Токуда.
Магнитный поток, образовавшийся у края диска, формирует эллиптическую полость и захватывает небольшое количество газа из диска. Ученые полагают, что «шипы» видны из-за достаточно плотной там газовой массы, которую наши инструменты могут обнаружить. При достаточной мощности мы бы увидели весь эллипс. Большие арки — результат подобных выбросов в прошлом.
Протозвездные диски постоянно испытывают воздействие магнитных полей, что порождает магнитный поток. Если бы эти потоки сохранялись на протяжении эволюции звезды, это привело бы к созданию магнитных полей в разы сильнее наблюдаемых у известных протозвезд, — пояснил Казуки Токуда.
Исследователи изучают процессы, позволяющие звёздам избавляться от избыточного магнитного поля. Предполагается, что поле ослабевает за счёт втягивания вещества облака в звезду. Анализ результатов наблюдения объекта MC 27 показывает… опубликованного в журнале The Astrophysical JournalМагнитное «чихание» звезд оказывает большое влияние на другие работы.
Ранее Токуда полагал, что большие арки представляют собой аккреционные потоки от взаимодействия MC 27 с вероятно образующимися рядом звездами. По результатам наблюдений эта версия была отвергнута — вблизи не оказалось других объектов. Зато расчеты параметров MC 27 показали, что магнитная неустойчивость не нуждается в дополнительных условиях и позволяет формирование подобных ассиметричных структур вокруг диска.