Międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez badaczkę z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu po raz pierwszy zajrzał w głąb nieprzeniknionych kokonów pyłu, w których powstają masywne gwiazdy Drogi Mlecznej – przyszłe supernowe. Dzięki radioteleskopom VLA naukowcy przełamali jedną z największych barier w badaniach narodzin tych najpotężniejszych obiektów we Wszechświecie.
Międzynarodowym zespołem badawczym, do którego należeli m.in. astrofizycy z Włoch, Niderlandów i RPA, kierowała dr hab. Anna Bartkiewicz z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Wyniki ich badań stanowią istotny krok w mapowaniu najwcześniejszych etapów życia najpotężniejszych gwiazd w naszej Galaktyce.
Grupa dokonała przełomowych obserwacji masywnych młodych gwiazd w Drodze Mlecznej, wykorzystując sieć radioteleskopów Very Large Array (VLA) w USA. Naukowcy zajrzeli w głąb gęstych obłoków pyłu, w których formują się obiekty o masach przekraczających osiem mas Słońca, które zakończą swój żywot jako supernowe. Ich narodziny są nadal trudne do badania, ponieważ przebiegają wewnątrz nieprzeniknionych dla światła widzialnego bardzo gęstych kokonów gazowo-pyłowych w odległościach zwykle większych niż 1000 lat świetlnych.
Kluczowym narzędziem dla astronomów okazały się molekuły alkoholu metylowego emitujące promieniowanie maserowe na fali o długości 4,5 cm. Te naturalne „kosmiczne lasery” wzmacniają mikrofale i są powszechnym znacznikiem masywnych protogwiazd, ujawniając właściwości fizyczne i strukturę gazu w ich bezpośrednim otoczeniu. Dwie dekady temu zespół odkrył występowanie charakterystycznego ułożenia chmur maserowych w struktury pierścieniowe. Obiekty pochodziły z unikatowej próbki źródeł odkrytych i obecnie monitorowanych przy użyciu 32-metrowego radioteleskopu UMK. Dopiero po unowocześnieniu instrumentu VLA, dzięki bardzo wysokiej czułości, badaczom udało się uzyskać pierwsze obrazy emisji promieniowania ciągłego z centrum pierścieni dla czterech badanych obiektów.
Do tej pory zakładaliśmy, że pierścienie maserowe otaczają najmłodsze protogwiazdy, jeszcze przed fazą silnego wpływu promieniowania od powstającej gwiazdy na otoczenie. Najnowsze dane sugerują coś przeciwnego: układy z pierścieniami maserowymi mogą być bardziej zaawansowane ewolucyjnie – tłumaczy dr hab. Anna Bartkiewicz. – Z czasem życia masywnej protogwiazdy, chmury masera metanolu układają się kołowo, gdyż warunki sprzyjające jej powstaniu pojawiają się w zewnętrznych częściach dysku, z którego już centralna gwiazda nie pobiera materii. Nasze badania wykazują, że najbardziej regularny pierścień G23.657−00.127 (jego nazwa to współrzędne galaktyczne) ma ponad 50 tys. lat i jest najstarszy w badanej próbce. Jest on też jednym z niewielu obiektów z emisją maserową metanolu ułożonych prostopadle do linii widzenia – dodaje badaczka.
Obiekty te są regularnie obserwowane przez toruński radioteleskop w Piwnicach. Nie wykazują znaczącej zmienności, potwierdzając tym, że ustała akrecja masy przez centralną gwiazdę.
W nieco młodszych obiektach zdarzają się pojaśnienia, ale tylko niektórych obłoków, jak to zdarzyło się pod koniec 2024 roku w protogwieździe G23.389+00.185 – wyjaśnia mgr Ashwin Varma, dktorant ze Szkoły Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych UMK. – Nie mamy tu do czynienia z epizodyczną akrecją obserwowaną w innych obiektach monitorowanych przez 32-m radioteleskop, ale z innym mechanizmem, który czeka jeszcze na dokładne zbadanie.
Wyniki badań, będących częścią grantu OPUS Narodowego Centrum Nauki, opublikowało czasopismo „The Astrophysical Journal”.
źródło: UMK