Kosmický ohňostroj: Webbova podívaná na formování hvězd

Tento nový snímek z vesmírného dalekohledu NASA James Webb Space Telescope ukazuje mladou protohvězdu v procesu formování v ohnivém molekulárním mračnu ve tvaru přesýpacích hodin. Tato scéna zachycená pomocí přístroje MIRI (Mid-Infrared Instrument) odhaluje dynamické výrony a světlé oblasti způsobené interakcemi s okolními plyny a prachem. Webbův nejnovější snímek ve střední infračervené oblasti odhaluje formaci protohvězdy, zvýrazněnou barevnými variacemi, které podrobně popisují její dynamické interakce s okolním molekulárním mračnem.

Vesmírný teleskop Jamese Webba oslavil Den nezávislosti USA pozorováním protohvězdy ukryté uvnitř temného molekulárního mračna L1527 ve středním infračerveném světle. Tento zářivý nový pohled zdůrazňuje chování tohoto mladého objektu a sleduje různé koncentrace plynu a prachu obklopující protohvězdu.

Mlhovina L1527, zobrazená na tomto snímku z přístroje MIRI vesmírného teleskopu Jamese Webba, je molekulární mrak, který ukrývá protohvězdu. Nachází se asi 460 světelných let od Země v souhvězdí Býka. Více difuzní modré světlo a vláknité struktury na snímku pocházejí z organických sloučenin známých jako polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH), zatímco červená ve středu tohoto snímku je silná vrstva plynů a prachu, která obklopuje protohvězdu. Oblast mezi tím, která se zobrazuje bíle, je směsí PAH, ionizovaného plynu a dalších molekul.

Zdá se, že kosmos ožívá praskající explozí pyrotechniky na tomto novém snímku z vesmírného dalekohledu Jamese Webba. Tyto ohnivé přesýpací hodiny pořízené Webbovým detektorem MIRI (přístrojem pro detekci středního infračerveného záření) představují scénu velmi mladého objektu, který se stává hvězdou. Centrální protohvězda roste v hrdle přesýpacích hodin a hromadí materiál z tenkého protoplanetárního disku, pozorovaného ze strany jako tmavé čáry.

Pohledy do protohvězdného vývoje

Protohvězda, relativně mladý objekt starý asi 100 000 let, je stále obklopena svým mateřským molekulárním mračnem neboli velkou oblastí plynu a prachu. Webbovo předchozí pozorování L1527 pomocí kamery NIRCam (Near-Infrared Camera) nám umožnilo nahlédnout do této oblasti a odhalilo tento molekulární mrak a protohvězdu v neprůhledných, zářivých barvách.

Dynamické výtoky a molekulární dopad

NIRCam i MIRI ukazují účinky výtoků, které jsou emitovány v opačných směrech podél rotační osy protohvězdy, když objekt spotřebovává plyn a prach z okolního mračna. Tyto výrony mají podobu rázů do okolního molekulárního mračna, které se v celém rozsahu jeví jako vláknité struktury. Jsou také zodpovědné za vytváření jasné struktury přesýpacích hodin v molekulárním mračnu. Způsobují, že oblasti nad a pod ní září. Vznikne tak efekt připomínající ohňostroj rozjasňující zataženou noční oblohu. Na rozdíl od NIRCam, který většinou ukazuje světlo, které se odráží od prachu, MIRI poskytuje pohled na to, jak tyto výrony ovlivňují nejhustší prach a plyny v regionu.

Oblasti zbarvené zde modře, které zahrnují většinu přesýpacích hodin, vykazují převážně uhlíkaté molekuly známé jako polycyklické aromatické uhlovodíky. Samotná protohvězda, hustá prachová pokrývka a směs plynů, které ji obklopují, jsou znázorněny červeně.

Mezi tím MIRI odhalil bílou oblast přímo nad a pod protohvězdou, která se v pohledu NIRCam neukazuje tak silně. Tato oblast je směsí uhlovodíků, ionizovaného neonu a hustého prachu, což ukazuje, že protohvězda pohání tuto hmotu poměrně daleko od sebe, protože spotřebovává materiál ze svého disku.

Vyvíjející se protohvězda a její budoucnost

Jak protohvězda stále stárne a uvolňuje energetické výtrysky, spotřebuje, zničí a odvrhne velkou část tohoto molekulárního mračna a mnoho struktur, které zde vidíme, začne mizet. Nakonec, jakmile dokončí akreci hmoty, tento působivý obraz skončí a hvězda samotná se stane zjevnější, dokonce i pro naše dalekohledy ve viditelném světle.

Kombinace analýz z blízkého i středního infračerveného pohledu odhaluje celkové chování tohoto systému, včetně toho, jak centrální protohvězda ovlivňuje okolní oblast. Ostatní hvězdy v Býku, hvězdotvorné oblasti, kde sídlí L1527, se formují právě takto, což by mohlo vést k narušení dalších molekulárních mračen a buď zabránit vzniku nových hvězd, nebo katalyzovat jejich vývoj.

James Webb Space Telescope (JWST), často oslavovaný jako nástupce Hubbleova vesmírného dalekohledu, je velká vesmírná observatoř optimalizovaná pro infračervené vlnové délky. To mu umožňuje dívat se dále v čase než jakýkoliv jiný dalekohled a pozorovat vznik prvních galaxií a hvězd. JWST, který byl vypuštěn 25. prosince 2021, poskytuje bezprecedentní rozlišení a citlivost, což astronomům umožňuje studovat každou fázi kosmické historie v našem vesmíru. Mezi jeho klíčové schopnosti patří zkoumání atmosfér exoplanet, pozorování vzdálených galaxií a podrobné zkoumání vzniku hvězd.

Zdroj: https://scitechdaily.com/cosmic-fireworks-celebrating-independence-day-with-webbs-star-formation-spectacle/ a https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2024/news-2024-125

autor: František Martinek