В регионах космоса, где условия благоприятны, газообразный материал объединяется, образуя протозвезды. В некоторых особых случаях из аккреционных дисков вокруг этих новорожденных звезд выбрасываются цилиндрические структуры, называемые протозвездными струями. Они играют важную роль в обеспечении питания протозвезд. Однако их природа до сих пор остается загадочной.
Недавно исследовательская группа под руководством Чин-Фей Ли из Института астрономии и астрофизики Academia Sinica на Тайване приблизилась к пониманию их происхождения. Используя Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (ALMA) в Чили, исследователи пространственно разрешили пару близких протозвездных струй. Они происходят от объекта Хербиг-Хари (HH) 212 в созвездии Ориона и имеют любопытный радиальный поток у своего основания.
Протозвездные джеты HH 212
HH 212 — космический объект в созвездии Ориона на расстоянии около 1300 световых лет от Земли. Центральная протозвезда очень молода, ее возраст составляет всего 40 000 лет, а масса составляет около четверти массы нашего Солнца. Наблюдения показывают, что формирующаяся звезда активно накапливает материал через аккреционный диск.
Пара протозвездных струй высвобождается из центра аккреционного диска, позволяя материалу диска упасть обратно на протозвезду. Благодаря своей почти идеальной симметрии, струи были получены с помощью инфракрасного спектрометра и камеры массива (ISAAC), инфракрасного спектрометра, который в настоящее время выведен из эксплуатации.
Протозвезда находится в плотном молекулярном облаке, в котором формируются новые звезды, недалеко от знаменитой туманности Конская голова. Ее струи не только симметричны, но и характеризуются несколькими узлами, которые появляются через регулярные промежутки времени. Такая стабильность позволяет предположить, что джеты пульсируют регулярно, в довольно коротком временном масштабе, возможно, всего 30 лет. Дальше от центра большие ударные дуги простираются в межзвездное пространство.
Магнито-центробежная теория протозвездных струй
Исследование Чин-Фей Ли и его коллег представляет новую важную гипотезу о природе протозвездных джетов. Радиальный поток, обнаруженный в основании одного из джетов в HH 212, похоже, подтверждает магнитоцентробежную теорию формирования и коллимации протозвездных джетов. Согласно этой теории, струя является самой плотной частью широкоугольного ветра, который течет радиально наружу на расстояниях, далеких от области, где он испускается. Этот ветер переносит материал с внутреннего диска на внешний. Это также может объяснить обилие некоторых элементов, таких как кальций и алюминий, обнаруженных в Солнечной системе на больших расстояниях.
На рисунке выше показан именно такой механизм. По мере того как ветер течет радиально наружу от области выброса, внутренние линии потока постепенно коллимируются. Коллимация обусловлена напряжениями, связанными с тороидальным магнитным полем в плотной цилиндрической струе вдоль оси. Как видно из наблюдений.
Данные ALMA по HH 212 ранее показали, что протозвездные джеты подвержены вращению. Изучая объект, исследователи выявили особый радиальный поток в основании одной из струй. Они обнаружили, что магнитоцентробежная модель, такая как модель X-ветра, воспроизводит не только структуру и вращение струи, но и увеличение диапазона скоростей в направлении протозвезды радиальным потоком у ее основания. На самом деле на центральной протозвезде из околозвездного диска скапливается большое количество массы диска. Эпизодический рост вызывает изменяющиеся во времени высокоскоростные струи.