O torță de gaze fierbinți care erupe dintr-o stea monstruoasă ce evoluează ca o erupție vulcanică a fost surprinsă de Telescopul Spațial James Webb al NASA. Întinzându-se pe opt ani-lumină, lungimea erupției stelare este de aproximativ două ori distanța dintre Soarele nostru și cele mai apropiate stele, sistemul Alpha Centauri.
Cercetătorii apreciază că dimensiunea și puterea acestui jet stelar particular, situat într-o nebuloasă cunoscută sub numele de Sharpless 2-284 (pe scurt Sh2-284), îl califică drept rar.
Răspândindu-se în spațiul cosmic cu sute de mii de kilometri pe oră, fluxul seamănă cu o sabie laser cu două lame din filmele Star Wars. O protostea centrală, care cântărește cât zece stele similare Soarelui nostru, se află la 15.000 de ani-lumină distanță, în zonele exterioare ale galaxiei noastre.
Descoperirea făcută de Webb a fost o întâmplare. „Nu știam cu adevărat că există o stea masivă cu acest tip de super-jet înainte de realizarea acestei observații. Un flux atât de spectaculos de hidrogen molecular dintr-o stea masivă este rar în alte regiuni ale galaxiei noastre”, a declarat cercetătorul Yu Cheng, de la Observatorul Astronomic Național al Japoniei.
Această clasă unică de artificii stelare sunt jeturi de plasmă extrem de colimate, care ies din stelele nou formate. Astfel de fluxuri în jet reprezintă anunțul spectaculos către univers al nașterii unei stele.
O parte din gazul care cade și se acumulează în jurul stelei centrale este proiectat de-a lungul axei de rotație a corpului ceresc, probabil sub influența câmpurilor magnetice.
Astăzi, deși au fost observate sute de jeturi protostelare, acestea provin în principal de la stele cu masă mică. Aceste jeturi asemănătoare fusului oferă indicii despre natura stelelor nou formate. Distribuția energiei, dimensiunea și scările de timp evolutive ale jeturilor protostelare servesc la definitivarea modelelor de mediu și proprietăți fizice ale stelei tinere care alimentează fluxul.
„Am fost cu adevărat surprins de ordinea, simetria și dimensiunea jetului când l-am analizat pentru prima dată”, a precizat cercetătorul Jonathan Tan, de la Universitatea din Virginia din Charlottesville și de la Universitatea Tehnologică Chalmers din Göteborg, Suedia.
Detectarea sa oferă dovezi că jeturile protostelare trebuie să se mărească odată cu masa stelei care le alimentează. Cu cât motorul stelar care propulsează plasma este mai masiv, cu atât dimensiunea șuvoiului de stele este mai mare.
Structura filamentară detaliată a jetului, surprinsă de rezoluția clară a lui Webb în lumină infraroșie, este o dovadă că jetul se prăbușește în praful și gazul interstelar. Acest lucru creează noduri separate, arcuri de șoc și lanțuri liniare.
Vârfurile jetului, situate în direcții opuse, încapsulează istoria formării stelei. „Inițial, materialul era aproape de stea, dar peste 100.000 de ani vârfurile s-au propagat, iar apoi materia din spate este un flux mai tânăr”, a menționat Tan.
„Extremitățile” Căii Lactee
La o distanță aproape dublă față de centrul galactic, față de Soarele nostru, proto-clusterul care găzduiește jetul observat de Webb se află la periferia galaxiei noastre, Calea Lactee.
În cadrul clusterului, câteva sute de stele se formează încă. Faptul că se află în interiorul galactic înseamnă că stelele sunt deficitare în elemente mai grele decât hidrogenul și heliul. Aceasta se măsoară ca metalicitate, care crește treptat în timpul cosmic, pe măsură ce fiecare generație stelară care trece expulzează produși finali ai fuziunii nucleare prin vânturi și supernove. Metalicitatea scăzută a lui Sh2-284 este o reflectare a naturii sale relativ pure, ceea ce o face un analog local pentru mediile din universul timpuriu care erau, de asemenea, deficitare în elemente mai grele.
„Stelele masive, precum cea găsită în interiorul acestui cluster, au influențe foarte importante asupra evoluției galaxiilor. Descoperirea noastră aruncă lumină asupra mecanismului de formare a stelelor masive în medii cu metalicitate scăzută, astfel încât putem folosi această stea masivă ca laborator pentru a studia ce se întâmpla în istoria cosmică anterioară”, a spus Cheng.
CITEȘTE ȘI: Povestea unei supernove dezvăluie sfârșitul dramatic al unei stele mult mai masive decât Soarele
Derulând tapiseria stelară
Jeturile stelare, care sunt alimentate de energia gravitațională eliberată pe măsură ce o stea crește în masă, codifică istoria formării protostelei. „Noile imagini ale lui Webb ne spun că formarea stelelor masive în astfel de medii ar putea avea loc prin intermediul unui disc relativ stabil în jurul stelei, așa cum este așteptat în modelele teoretice de formare a stelelor, cunoscut sub numele de acreție în miez. Odată ce am găsit o stea masivă care lansează aceste jeturi, ne-am dat seama că putem folosi observațiile Webb pentru a testa teoriile formării stelelor masive. Am dezvoltat noi modele teoretice de acreție în miez care au fost adaptate la date, pentru a ne spune practic ce fel de stea se află în centru. Aceste modele implică faptul că steaua are o masă de aproximativ zece ori mai mare decât Soarele și este încă în creștere și a alimentat acest flux.”, a explicat Tan.
Timp de peste 30 de ani, astronomii nu au căzut de acord cu privire la modul în care se formează stelele masive. Unii cred că o stea masivă necesită un proces foarte haotic, numit acreție competitivă.
În modelul de acreție competitivă, materia cade din mai multe direcții diferite, astfel încât orientarea discului se schimbă în timp. Fluxul de material este lansat perpendicular, deasupra și dedesubtul discului și, prin urmare, pare să se răsucească și să se întoarcă în direcții diferite.
„Totuși, ceea ce am văzut aici, pentru că avem întreaga istorie – o tapiserie a poveștii – este că părțile opuse ale jeturilor sunt la aproape 180 de grade una de cealaltă. Asta ne spune că acest disc central este menținut stabil și validează o predicție a teoriei acreției din nucleu”, a aratat Tan.
Unde există o stea masivă, ar putea exista și altele în această frontieră exterioară a Căii Lactee. Este posibil ca alte stele masive să nu fi ajuns încă la punctul de a emite fluxuri de tip lumânare romană. Datele de la Atacama Large Millimeter Array din Chile, prezentate și ele în acest studiu, au descoperit un alt nucleu stelar dens care s-ar putea afla într-o fază incipientă de construcție.
Autor: Corina Gheorghe
Foto: NASA/ ESA/ CSA/ STScI/ Yu Cheng (NAOJ); Prelucrare imagine: Joseph DePasquale (STScI)
CITEȘTE ȘI: PREMIERĂ.Webb a surprins pepiniere de stele. FOTO
