Csillagászok egy csoportja ún. protoplanetáris korongot detektált egy fiatal csillag körül a Tejútrendszer egyik kísérőgalaxisában, a Nagy-Magellán-felhőben. Ez az első eset, hogy egy másik galaxisban azonosítottak olyan porkorongot egy csillag körül, amelyből a saját galaxisunkban is keletkeznek a bolygók. Az új megfigyelések egy nagy tömegű, fiatal csillagot fedtek fel, amely a környezetéből anyagot szív be, ebből pedig nem csak maga növekszik, de egy forgó korong is kialakul körülötte. A detektálás a chilei Atacama-sivatagban működő ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszerrel történt, amelynek működtetésében az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory, ESO) is részt vesz.
„Amikor az ALMA adataiban először felismertem a forgó struktúrára utaló jelet, alig akartam elhinni, hogy az első extragalaktikus tömegbefogási (akkréciós) korongot detektáltuk, nagyon különleges pillanat volt” – emlékszik vissza a kutatás vezetője, a Durham University docense, Anna McLeod, aki egyben az eredményeket részletező, a Nature magazinban megjelent szakcikk első szerzője is.
A kutatás előzménye az ESO VLT távcsőegyüttesének MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) műszerével végzett észleléssorozat, amely a Nagy-Magellán-felhő egyik gázködének (LHA 120-N 180B) mélyén rejtőző, HH 1177 katalógusjelű, születőben lévő csillagról induló kifújásokat (jetek) tárt fel. „Megpillantottuk a nagy tömegű, fiatal csillag által kifújt lebenyt, amelynek jelenléte az akkréciós korong létezésének jele” – magyarázza McLoad. Ahhoz azonban, hogy ténylegesen is megerősíthessék annak létezését, a kutatócsoportnak ki kellett mutatni a sűrű gáz csillag körüli mozgását.
Az impulzusnyomaték megmaradása miatt a növekvő csillagra áramló anyag nem hullhat közvetlenül annak felszínére, először egy lapos, forgó korongban gyűlik össze körülötte. A korong középponthoz közelebbi belső régiói gyorsabban forognak, mint a külső részek, a forgási sebességben fellépő különbség pedig füstölgő puskacsőként árulkodik az akkréciós korong jelenlétéről.
„A gáz által kibocsátott fény frekvenciájában megfigyelhető változás mértéke (Doppler-eltolódás) attól függ, hogy az anyag mekkora sebességgel közeledik felénk, illetve távolodik tőlünk a forgás következtében” – magyarázza Jonathan Henshaw, a liverpooli John Moores University munkatársa, a kutatás egyik résztvevője és a közlemény társszerzője. „Ugyanezen effektus okozza azt is, hogy a mentőautó szirénájának frekvenciája közeledéskor nő, távolodáskor pedig csökken, így magasabb, illetve mélyebb hangot hallunk ahhoz képest, mintha hozzánk képest nem mozogna a szirénázó jármű.”
Az ALMA részletes frekvenciamérései lehetővé tették a kutatók számára, hogy kimutassák a korongra jellemző forgást, megerősítve így az első anyagkorong-detektálást egy extragalaktikus fiatal csillag körül.
A HH 1177-hez hasonló nagy tömegű csillagok sokkal gyorsabban fejlődnek, és így jóval rövidebb ideig léteznek, mint a Naphoz hasonló kis tömegű csillagok. Saját galaxisunk ezen nagy tömegű csillagainak megfigyelése általában kihívás elé állítja a kutatókat, mivel gyakran annak az anyagnak a maradéka blokkolja a fényüket, amelyből maguk és az őket övező protoplanetáris korong is kialakult. A 160 ezer fényév távolságban lévő Nagy-Magellán-felhőben azonban az anyag, amelyből a csillagok születnek, alapvetően különbözik a Tejútrendszer csillagképző anyagától. Kísérőgalaxisunk alacsonyabb portartalma miatt a HH 1177 nem rejtőzködik a születési burkában, kiváló lehetőséget kínálva a kutatóknak, hogy ugyan távoli, de takarásmentes csillag- és bolygókeletkezést tanulmányozhassanak.
„Napjainkban a csillagászati észlelési infrastruktúrát rendkívül gyors technikai fejlődés jellemzi” – mondja McLeod. „Nagyon izgalmas, hogy ilyen hihetetlen távolságban, egy másik galaxisban is megfigyelhetjük, hogyan keletkeznek a csillagok.”
Az eredményeket részletező szakcikk „A likely Keplerian disk feeding an optically revealed massive young star” címmel a Nature magazinban jelent meg:
- doi: 10.1038/s41586-023-06790-2
- https://www.nature.com/articles/s41586-023-06790-2
Forrás: ESO PR 2023.11.29.
