«Джеймс Уэбб» померил скорость джетов у молодой протозвезды
Она представляет собой объект Хербига—Аро
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» получил рекордно детальное изображение объекта Хербига — Аро HH 211. Благодаря телескопу ученые определили, что джеты у очень молодых протозвезд представляют собой в основном достаточно медленно движущиеся потоки молекулярного газа. Статья опубликована в журнале Nature, а кратко о ней рассказывается на сайте телескопа.
Процесс формирования звезды сопровождается не только аккрецией вещества на нее из окружающей туманности и диска, но и выбросом части вещества прочь в виде сверхзвуковых струй (джетов), которые могут простираться на несколько световых лет. Самые мощные джеты связываются с самыми молодыми протозвездами, в частности, когда джеты сталкиваются с околозвездным веществом, то возникают объекты Хербига — Аро. Однако саму протозвезду и ее ближайшие окрестности трудно наблюдать на ранних этапах эволюции, особенно если дело касается внутренних областей джетов, содержащих горячий атомарный, ионизированный и молекулярный газ.
Группа астрономов во главе с Томом Рэем (Tom Ray) из Дублинского института перспективных исследований опубликовала результаты наблюдений за объектом Хербига — Аро HH 211 в ближнем инфракрасном диапазоне при помощи инструментов NIRCam и NIRSpec «Джеймса Уэбба».
HH 211 находится на расстоянии около 1046 световых лет от Солнца внутри молекулярного облака Персея и представляет собой протозвезду класса 0, окруженную туманностью. Возраст протозвезды составляет всего несколько десятков тысяч лет, а ее текущая масса — 0,08 массы Солнца. Она аккрециирует вещество из окружающего светило газопылевого тора с массой 0,2 массы Солнца. Это одна из самых затененных, молодых и ближайших к нам протозвездных систем, ставших идеальной целью для наблюдений при помощи «Джеймса Уэбба».
Полученное телескопом изображение HH 211 оказалось рекордно детализированным: видна структура узких биполярных джетов и создаваемые ими серии ударных волн на юго-востоке и северо-западе от протозвезды. Оттоки почти полностью состоят из молекулярного газа, а в головных ударных волнах наблюдается излучение водорода и угарного газа. Скорость газа в самых внутренних областях джетов оценивается в 80-100 километров в секунду, а юго-восточному джету, по-видимому, меньше мешает двигаться окружающее вещество, чем северо-западному джету.
Внутренняя часть джетов изгибается, причем с зеркальной симметрией относительно протозвезды, что может быть связано с предполагаемой двойственностью протозвезды. Еще одним выводом наблюдений стало то, что относительная медленность джетов HH 211 может означать, что оттоки вещества от очень молодых протозвезд меньше разрушают пылевые частицы, которые возвращаются из них обратно в среду вблизи протозвезды.
Объекты Хербига — Аро уже не первый раз становятся целями «Джеймса Уэбба» — ранее телескоп наблюдал HH 46/47.
Они находятся в маломассивных рентгеновских двойных системах
Астрономы на основе наблюдений за пульсаром PSR J1023+0038 определили механизм переключения переходных миллисекундных пульсаров между режимами активности. Предполагается, что он связан с взаимодействием между пульсарным ветром и внутренней частью аккреционного диска, а также с выбросами вещества. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics. После рождения нейтронные звезды обладают очень высокой скоростью вращения, которая постепенно уменьшается со временем. Однако астрономам известны миллисекундные пульсары, представляющие собой быстровращающиеся нейтронные звезды, которые находятся в маломассивных рентгеновских двойных системах и раскручиваются до миллисекундных периодов вращения за счет аккреции вещества звезды-компаньона. Этот эволюционный путь состоит из нескольких стадий, одна из которых представлена переходными миллисекундными пульсарами — очень редкими и плохо изученными объектами. Они могут находиться в двух состояниях: радиопульсар (объект порождает импульсы радиоволн) и активный режим (нейтронная звезда ярко излучает в рентгеновском диапазоне, аккрецируя вещество из диска вокруг нее). В активном режиме ученые выделяют два состояния — высокий уровень активности, который возникает чаще всего и характеризуется пульсациями рентгеновского, ультрафиолетового и оптического излучения от пульсара, и низкий уровень активности, когда пульсаций нет. Астрофизиков очень интересует, каким образом эти режимы возникают и почему непредсказуемо меняются. Группа астрономов во главе с Марией Кристиной Бальо (Maria Cristina Baglio) из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби опубликовала результаты мультиволновых наблюдений за переходным миллисекундным пульсаром PSR J1023+0038, проведенных в июне 2021 года при помощи наземных и космических телескопов, таких как NuSTAR, XMM-Newton, «Хаббл», VLT, ALMA, VLA, NTT и FAST. PSR J1023+0038 был обнаружен в 2007 году как пульсар с периодом вращения 1,69 миллисекунды, обращающийся вокруг маломассивной звезды-компаньона (около 0,2 массы Солнца) за 4,75 часа. В 2013 году он перешел в режим высокого уровня активности, демонстрируя признаки формирования аккреционного диска. Данные наблюдений позволили астрономам построить физическую модель переключения миллисекундного пульсара между режимами активности. Во время высокого уровня активности существует ударная волна между ветром от пульсара и внутренним аккреционным потоком, где возникает большая часть рентгеновского излучения, а также рентгеновские, ультрафиолетовые и оптические пульсации. При этом самая внутренняя область усеченного, геометрически тонкого аккреционного диска, заменяется радиационно неэффективным, геометрически толстым потоком, а падающее на пульсар вещество втягивается в магнитное поле и ускоряется, образуя компактный джет из плазмы, которая выбрасывается наружу. Переход в режим низкого уровня активности инициируется дискретными выбросами вещества поверх джета вдоль оси вращения пульсара, что приводит к угасанию пульсаций. В таком состоянии пульсарный ветер все еще способен проникнуть в аккреционный диск и инициировать возникновение джета. Затем поток вещества из аккреционного диска может вновь заполнить область вблизи пульсара и он перейдет высокий режим активности. Ранее мы рассказывали о том, как ученые впервые увидели гамма-затмения пульсаров-«черных вдов» и напрямую измерили скорость собственного движения пульсара.
