Umělcova ilustrace oběžného disku kolem mohutné hvězdy. Obrazový kredit: NAOJ Klikněte pro zvětšení
Mezinárodní skupina astronomů použila Coronagraphic Imager for Adaptive Optics (CIAO) na dalekohledu Subaru v Hawai'i k získání velmi ostrých snímků blízkého infračerveného polarizovaného světla z místa narození masivní protohvězdy známé jako Becklin-Neugebauer (BN) ve vzdálenosti 1500 světelných let od Slunce. Obrázky skupiny vedly k objevu disku obklopujícího tuto nově se formující hvězdu. Toto zjištění, které je podrobně popsáno v 1. vydání časopisu Nature, prohlubuje naše chápání toho, jak se vytvářejí mohutné hvězdy.
Výzkumná skupina, která zahrnuje astronomy z Purple Mountain Observatory, Číny, Japonských národních astronomických observatoří a University of Hertfordshire ve Velké Británii, prozkoumala region poblíž objektu Becklin-Neugebauer a analyzovala vliv infračerveného světla na prach. Aby toho dosáhli, pořídili snímek objektu s polarizovaným světlem při vlnové délce 1,6 mikrometrů (pásmo H infračerveného světla). Obrazy jasu objektu ukazují pouze kruhové rozložení světla. Obrázek polarizace světla však ukazuje motýlí tvar, který odhaluje detaily, které jsou nezjistitelné pouze při pohledu na rozdělení jasu. Abychom pochopili prostředí kolem hvězdy a co implikuje tvar motýla, astronomové vytvořili počítačový model pro srovnání spolu se schématem formování hvězd. Tyto modely ukazují, že tvar motýla je podpisem disku a struktury výtoku poblíž novorozené hvězdy.
Tento objev je nejkonkrétnějším důkazem disku kolem mohutné mladé hvězdy a ukazuje, že masivní hvězdy jako objekt BN (což je asi sedmkrát více než Slunce) tvoří stejný způsob jako hvězdy s nižší hmotností jako Slunce.
Existují dvě hlavní teorie, které vysvětlují vznik hmotných hvězd. První uvádí, že masivní hvězdy jsou výsledkem sloučení několika hvězd s nízkou hmotností. Druhý říká, že jsou vytvářeny gravitačním kolapsem a hromadným narůstáním uvnitř oběžných disků. Hvězdy nižší hmotnosti, jako je Slunce, se s největší pravděpodobností vytvořily druhou metodou. Teorie sbalení-narůstání předpokládá, že systém má hvězdu spojenou s bipolárním odtokem, obvodovým diskem a obálkou, zatímco teorie sloučení nikoli. Přítomnost nebo nepřítomnost takových struktur může rozlišovat mezi dvěma formačními scénáři.
Až donedávna existovalo jen málo přímých observačních důkazů na podporu jedné z teorií masivního vytváření hvězd. Je tomu tak proto, že na rozdíl od hvězd s nižší hmotností jsou nově vznikající hmotné hvězdy tak vzácné a tak daleko od nás, že je bylo obtížné pozorovat. Velké dalekohledy a adaptivní optika, které výrazně zlepšují ostrost obrazu, nyní umožňují pozorovat tyto objekty s bezprecedentní čistotou. Infračervená polarimetrie s vysokým rozlišením je obzvláště výkonným nástrojem pro snímání prostředí skrytého za jasnou záři obrovské hvězdy.
Polarizace - směr, ve kterém oscilují světelné vlny, když proudí pryč od objektu - je důležitou charakteristikou záření. Sluneční světlo nemá upřednostňovaný směr oscilace, ale může být polarizováno, když je rozptýleno zemskou atmosférou nebo po odrazu od hladiny vody. K podobné akci dochází v oblačném oblaku kolem novorozené hvězdy. Hvězda rozsvítí své okolí - obvodový disk, obálku a stěny dutiny tvořené odtokovými proudy. Světlo se může volně pohybovat v dutině a poté se odrazit od svých stěn. Toto odražené světlo se stává vysoce polarizovaným. Naproti tomu disk a obálka jsou relativně neprůhledné vůči světlu. Tím se snižuje polarizace světla přicházejícího z těchto oblastí.
Úspěch skupiny v detekci důkazů o disku a odtoku kolem objektu BN pomocí infračervené polarimetrie s vysokým rozlišením naznačuje, že stejnou techniku lze použít i na jiné formující hvězdy. To by astronomům umožnilo získat komplexní observační popis tvorby hmotných hvězd větší než desetinásobek hmotnosti Slunce.
Původní zdroj: NAOJ News Release
