מדענים מגלים כוכב מסיבי בשלב אבולוציוני מתקדם בקבוצת הכוכבים קשת

חוקרים מהמכון לאסטרופיזיקה של אנדלוסיה מיפו כוכב חדש שנולד שנמצא בקבוצת הכוכבים קשת. הגוף השמימי זוהה כ-IRS7 והוא חלק מאזור היווצרות המכונה IRAS 18162-2048. הנתונים שנאספו מראים שהעצם מציג שלב אבולוציוני גבוה יותר מהפרוטוסטאר הראשי השולט באותו מגזר של החלל. הצוות השתמש במכשירי תצפית קרובים לאינפרא אדום כדי לחדור דרך השכבה העבה של אבק בין כוכבי שמסתירה את האזור.

גזרת החלל המנותחת היא ביתו של הסילון הפרו-כוכבי HH 80-81, תופעה המונעת על ידי פרוטוסטאר מרכזי בעל מסה פי 20 מזו של השמש. הקהילה המדעית מיקדה מאמצים במקור עיקרי זה במשך עשרות שנים. הסקר החדש שחזר מידע על מקור אור שני שזוהה במקור בשנות ה-90. הבהירות האינטנסיבית של האובייקט המרכזי האפילה על נוכחות IRS7, שנותרה ללא ניתוח מעמיק עד ליישום טכנולוגיות סינון האור הנוכחיות.

תכונות פיזיות וסיווג של הגוף השמימי החדש

הכוכב שזה עתה נולד מציג מאפיינים הממקמים אותו בקטגוריית הרצף הראשי של גיל אפס. אסטרונומים סיווגו את IRS7 כגוף מסוג B2-B3. הגדרה זו מצביעה על עצם חם, בעל עוצמת בהירות גבוהה ומסה ניכרת, המסוגל לשנות את הסביבה סביבו. הקרינה שפולט הכוכב כבר החלה תהליך פוטו-יוניזציה בחלל הסמוך. התופעה יוצרת אזור קומפקטי של מימן מיונן שמקיים אינטראקציה עם החומרים הנותרים מהענן המולקולרי המקורי.

הסקרים גם מצביעים על קיומה של דיסק מולקולרי מסתובב הקשור למערכת הראשית באזור. IRS7 מושך את תשומת לב החוקרים מכיוון שהוא מציג מסלול אבולוציה עצמאי ומואץ. הגוף השמימי פיתח את המאפיינים הבסיסיים שלו מהר יותר מאשר שכנו המסיבי. הדינמיקה הפנימית של המערכת מוכיחה שתהליך היווצרות הכוכבים אינו מתרחש באופן אחיד, גם כאשר עצמים חולקים את אותו חדר כוכבים.

הזיהוי של קווי ריקומבינציה של מימן עם פרופיל ספקטרלי מוזר סיפק את האישור הדרוש לגבי פעילות הפוטו-יוניזציה. מומחים ציינו כי IRS7 הגיע לדרגה גבוהה יותר של בגרות כוכבית, למרות המסה הכוללת נמוכה מזו של הפרוטוסטאר שמזין את הסילון HH 80-81. ההבדל בציר הזמן ההתפתחותי מבסס את התיאוריה שהענן המולקולרי מאכלס אוכלוסיית כוכבים המורכבת ממספר דורות.

דינמיקת קרינה והשפעה על המדיום הבין-כוכבי

האינטראקציה בין הכוכב החדש לגז שמסביב חושפת דפוסים ספציפיים של פליטת אנרגיה. ההתנהגות של מימן מולקולרי נרגש בקרבת IRS7 עוקבת אחר המאפיינים האופייניים של סביבה הנשלטת על ידי קרינה אולטרה סגולה. מודלים של העברת קרינה שיישמו מדענים הצליחו לשחזר את האוכלוסיות הרוטטיות שנצפו באזור. חישובים מצביעים על כך שהטמפרטורה של הגז סביב הכוכב מגיעה ל-600 K.

• מקור האור פועל ככוכב B2-B3 המעורר אזור ניתוק צילום.
• קצב הפוטונים הרציף של Lyman תואם מודלים מתמטיים חזויים עבור הקטגוריה.
• דפוס הפליטה שולל את ההשערה של עירור שנוצר על ידי זעזועים מכניים בגז.

המחקר בראשות IAA-CSIC יישם טכניקות ברזולוציה גבוהה כדי להפריד בין התרומות האישיות של מקורות החום המרובים המצויים באשכול. הפרוטוסטאר המרכזי נשאר אחראי להנעת הסילון הדו-קוטבי בעל האנרגיה הגבוהה, בעוד IRS7 פולט משוב אולטרה סגול קבוע. הדו-קיום של שני מנגנוני אינטראקציה נפרדים אלה עם המדיום הבין-כוכבי הופך את האזור למעבדה טבעית לאסטרופיזיקה מודרנית.

מיפוי על פני מספר תדרי רדיו ואינפרא אדום

תמונות שצולמו בטווח הקרוב לאינפרא אדום היו חיוניות לבידוד IRS7 מהמקור הראשי, שנותר מעורפל במספר אורכי גל. הצוות הרחיב את החיפוש וביצע ניתוחים באמצעות גלי רדיו ברצועות X ו-C. התוצאות חשפו מקור קומפקטי התואם בדיוק את מיקומו המרחבי של הכוכב. הפליטה המתועדת מציגה תבנית רדיו עדינה אופטית ללא תשלום, האופיינית לאזורים מיוננים שזה עתה נוצרו.

ההתקדמות הטכנולוגית אפשרה לראשונה לזהות את המקור באורכי גל מילימטרים. השילוב של נתונים מספקטרום אלקטרומגנטי שונים אישר את המורכבות המבנית של האזור. היכולת לצפות באותו עצם דרך גלי אינפרא אדום, רדיו ומילימטר מבטלת עיוותים הנגרמים על ידי אבק קוסמי. השיטה מבטיחה מדידות מדויקות של קצב הצטברות החומר וטמפרטורת פני השטח של הכוכב.

המחקר שפורסם בכתב העת Astronomy & Astrophysics מפרט את הפרמטרים הטכניים המאשרים את התגלית. המחבר הראשי של העבודה, רובן פדריאני, תיעד את תהליך ההפרדה של אותות האור. המתודולוגיה המיושמת קובעת פרוטוקול חדש לחקר צבירי כוכבים צפופים הממוקמים לכיוון מרכז שביל החלב. מיפוי ענן מולקולרי תלת מימדי דורש אינטגרציה מתמשכת של נתונים מרובי תדרים כדי למנוע תוצאות חיוביות שגויות.

סיכויים לאסטרונומיה עם טלסקופים מהדור החדש

הזיהוי המפורט של IRS7 מרחיב את קטלוג יעדי העדיפות עבור מכשירי התצפית המתקדמים ביותר של ימינו. לטלסקופים חדישים, כמו טלסקופ החלל ג’יימס ווב ומצפה הכוכבים ALMA, יש את היכולות הטכניות הדרושות למיפוי מבנה נסתר ברזולוציה חסרת תקדים. הציוד יוכל לחקור את תהליכי ההצטברות והפליטה של ​​חומר במספר פסים ספקטרליים בו זמנית.

הקהילה המדעית רואה באזור IRAS 18162-2048 מודל ייחוס לחקר היווצרות כוכבים רב-דוריים. התגלית מחזקת את הצורך לסקור מקורות אסטרונומיים שקוטלגו בעשורים הקודמים בעזרת טכנולוגיות חדשות. הבהירות של עצמים מסיביים מסתירה לעתים קרובות כוכבים קטנים יותר או כוכבים בשלבים אבולוציוניים שונים השוכנים באותה שכונה קוסמית. סקירת נתונים ישנים עם מסננים מודרניים הוכחה כאסטרטגיה יעילה באסטרופיזיקה.

ההבנה של האופן שבו כוכבים מסיביים נוצרים ומקיימים אינטראקציה בסביבות בצפיפות גבוהה מקבלת פרספקטיבה חדשה עם אישור המאפיינים של IRS7. הגוף השמימי מציע הזדמנות להתבוננות ישירה ברגע המעבר בין השלב הפרוטוסטלי הסופי לבין הכניסה הסופית לרצף הראשי. ניטור רציף של האזור יספק נתונים אמפיריים לכייל מודלים תיאורטיים על התפתחותם של עצמים בעלי מסה גבוהה ביקום.