Водородные мазеры раскрывают новые секреты массивной звезды

Используя Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama (ALMA) для изучения мазеров вокруг чудаковатой звезды MWC 349A, ученые обнаружили нечто неожиданное: ранее невидимую струю вещества, вылетающую из газового диска звезды с невероятно высокой скоростью. Более того, они считают, что струя вызвана сильными магнитными силами, окружающими звезду.

Открытие может помочь исследователям понять природу и эволюцию массивных звезд, а также то, как образуются водородные мазеры в космосе. Новые наблюдения были представлены сегодня (9 января) на пресс-конференции на 241-м собрании Американского астрономического общества (AAS) в Сиэтле, штат Вашингтон.

Уникальные особенности MWC 349A, расположенной примерно в 3900 световых годах от Земли в созвездии Лебедя, делают ее горячей точкой для научных исследований в оптическом, инфракрасном и радиодиапазонах. Массивная звезда, масса которой примерно в 30 раз превышает массу Солнца, является одним из самых ярких радиоисточников на небе и одним из немногих известных объектов, имеющих водородные мазеры. Эти мазеры усиливают микроволновое радиоизлучение, облегчая изучение процессов, которые обычно слишком малы, чтобы их можно было увидеть. Именно эта уникальная особенность позволила ученым впервые составить подробную карту диска MWC 349A.

«Мазер похож на природный лазер», — сказала Сирина Прасад, научный сотрудник Центра астрофизики | Harvard & Smithsonian (CfA) и основной автор статьи. «Это область в открытом космосе, которая излучает очень яркий свет. Мы можем видеть этот свет и проследить его происхождение до того места, откуда он пришел, что приближает нас на один шаг к выяснению того, что происходит на самом деле».

Используя разрешающую способность ALMA Band 6, разработанного Национальной радиоастрономической обсерваторией (NRAO) Национального научного фонда США, команда смогла использовать мазеры для обнаружения ранее невидимых структур в непосредственной близости от звезды. Цичжоу Чжан, старший астрофизик CfA и главный исследователь проекта, добавил: «Мы использовали мазеры, генерируемые водородом, для исследования физических и динамических структур в газе, окружающем MWC 349A, и обнаружили уплощенный газовый диск диаметром 50 а.е., примерно размер Солнечной системы, что подтверждает почти горизонтальную дисковую структуру звезды. Мы также обнаружили компонент быстро движущегося джета, скрытый в ветрах, уходящих от звезды».

Наблюдаемая струя выбрасывает вещество от звезды со скоростью 500 км в секунду. Это сродни путешествию между Сан-Диего, штат Калифорния, и Финиксом, штат Аризона, буквально в мгновение ока. По мнению исследователей, вполне вероятно, что струя, движущаяся с такой скоростью, запускается магнитной силой. В случае MWC 349A этой силой может быть магнитогидродинамический ветер — тип ветра, движение которого определяется взаимодействием между магнитным полем звезды и газами, присутствующими в окружающем ее диске.

«Наше предыдущее понимание MWC 349A состояло в том, что звезда была окружена вращающимся диском и фотоиспаряющимся ветром. Веских доказательств существования дополнительной коллимированной струи в этой системе еще не было обнаружено. Хотя мы еще не знаем наверняка, где она откуда или как она сделана, возможно, магнитогидродинамический ветер создает струю, и в этом случае магнитное поле отвечает за запуск вращающегося материала из системы», — сказал Прасад. «Это может помочь нам лучше понять динамику дискового ветра MWC 349A и взаимодействие между околозвездными дисками, ветрами и струями в других звездных системах».