Астрономы впервые обнаружили диск, вращающийся вокруг звезды в другой галактике

Астрономы заметили признаки расширенного диска пыли и газа, вращающегося на орбите вокруг далекой звезды. В этом нет ничего необычного. Это нормальный этап развития звезды и ее планетной системы. Что делает эту находку такой впечатляющей, так это то, что ее впервые видели вокруг звезды в совершенно другой галактике, за пределами нашей. Новое исследование было опубликовано в журнале Nature.

Эта особенность была обнаружена в Большом Магеллановом Облаке, карликовой галактике, находящейся примерно в 179 000 световых годах от Млечного Пути. И хотя предположение, что процессы звездообразования универсальны, может показаться здравым смыслом, раньше нам не удавалось наблюдать их причуды за пределами нашей родной галактики.

«Когда я впервые увидела доказательства вращающейся структуры в данных ALMA, я не могла поверить, что мы обнаружили первый внегалактический аккреционный диск. Это был особенный момент», — говорит астроном Анна МакЛеод из Даремского университета в Великобритании. «Мы знаем, что диски жизненно важны для формирования звезд и планет в нашей галактике, и здесь мы впервые видим прямое доказательство этого в другой галактике».

Звезды рождаются из плотных сгустков облаков молекулярного газа и пыли, которые висят в межзвездном пространстве. Когда комок становится достаточно плотным, он разрушается под действием силы тяжести; вращаясь, он начинает притягивать больше материала из облака вокруг себя. Однако этот материал не просто так падает на протозвезду; он образует диск вокруг экватора звезды и падает на него более контролируемым и устойчивым потоком, как вода в канализацию.

Как только звезда завершает формирование, остатки диска остаются там, слипаясь вместе, образуя все остальные элементы планетарной системы: планеты, астероиды и метеоры, кометы, пыль. Вот почему планеты Солнечной системы более или менее вращаются вокруг Солнца в плоской плоскости. Мы сами подобны разумной плесени, выросшей на остатках солнечного завтрака.

Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Атакамы (ALMA), мощный радиотелескоп, сделал снимки довольно многих таких дисков по всему Млечному Пути, находящихся на разных стадиях развития; у некоторых есть явные промежутки, которые, как полагают, заполняются планетами, слипающимися во время движения по орбите. Но чем дальше что-то находится, тем труднее его разрешить, даже с помощью мощного телескопа.

МакЛеод и ее коллеги приступили к своей кампании по поиску внегалактического звездного диска, когда данные, полученные с помощью прибора Multi Unit Spectroscope Explorer (MUSE) на Очень Большом Телескопе, выявили признаки джета в системе под названием HH 1177.

Это тоже признаки звездообразования: часть материала, кружащегося вокруг формирующейся звезды, уносится вдоль силовых линий ее магнитного поля к полюсам, где она выбрасывается в космос в виде мощной струи.

Исследователи хотели посмотреть, смогут ли они обнаружить диск в пыльном центре звездообразования, поэтому они использовали ALMA для поиска признаков вращения. Это можно увидеть по тому, как длины волн света укорачиваются, когда источник приближается к нам, и удлиняются, когда их оттягивают.

«Частота света меняется в зависимости от того, насколько быстро газ, излучающий свет, движется к нам или от нас», — говорит астроном Джонатан Хеншоу из Ливерпульского университета Джона Мурса в Великобритании. «Это то же самое явление, которое происходит, когда высота сирены скорой помощи меняется, когда она проезжает мимо вас, и частота звука меняется от большей к низкой».

Интересно, что данные ALMA показали явные признаки этого вращения. Звезда, как показал анализ команды, очень молодая и массивная, все еще питающаяся за счет диска вокруг нее. Это вполне нормально. Но между ним и протозвездными дисками, обнаруженными в Млечном Пути, была разница: диск HH 1177 можно увидеть в оптических длинах волн.

По словам исследователей, это связано с межзвездной средой в Большом Магеллановом Облаке. Там гораздо меньше пыли; поэтому звезда HH 1177 не так окутана завесой материала, как обычно молодые массивные звезды Млечного Пути.

Это делает это открытие важным для изучения не только того, как звезды формируются в различных средах, но и ограничений, которые эти среды могут налагать на звездообразование в целом.

«Мы живем в эпоху быстрого технологического прогресса, когда дело касается астрономических объектов», — говорит МакЛеод. «Возможность изучать, как формируются звезды на таких невероятных расстояниях и в другой галактике, очень интересна».