תצפיות חדשות באמצעות מערך הרדיו VLA חושפות כיצד פרוטו-כוכב בשם HW2 בקפאוס A סופח גז אמוניה מדיסקה מסתובבת בקצב נדיר – ומעניקות הצצה נדירה לתהליך היווצרותם של כוכבים מסיביים
באמצעות VLA (המערך המאוד גדול של מצפה הרדיו אסטרונומיה האמריקני הלאומי), אסטרונומים לכדו לראשונה את זרימת הגז המסיבית סביב כוכב מאוד מסיבי בהתהוות – תהליך חיוני שמניע את הגידול המהיר שלו.
הם חקרו את HW2, פרוטו-כוכב צעיר באזור יוצר הכוכבים של קפאוס A המרוחק בערך 2300 שנות אור, והצליחו לפרט את המבנה והתנועה של דיסקת הספיחה שמספקת חומר לכוכב הגדל.
מבט מקרוב על צבירת מסה של כוכבים
התגלית הזאת עוסקת בשאלה יסודית באסטרופיזיקה: איך כוכבים מסיביים, שבסופו של דבר מתפוצצים כסופרנובה, צוברים מסה כל כך גדולה? קפאוס A הוא האזור של היווצרות כוכבים מסיביים השני הכי קרוב לארץ, ולכן הוא מאפשר הזדמנות נדירה לצפות בתהליכים הקיצונים האלה בפעולה.
כדי לחקור איך חומר מתנהג סביב הכוכב המתהווה, החוקרים התחקו אחרי אמוניה (NH3) – מולקולה שנפוצה בעננים בין-כוכביים וגם בשימוש תעשייתי בכדור הארץ – והשתמשו בה כנותב כדי לעקוב אחרי תנועות של גזים. התצפיות שלהם גילו טבעת חמה וצפופה של גז אמוניה המשתרעת בין 200 ל-700 יחידות אסטרונומיות מהכוכב ומהווה חלק מדיסקת ספיחה, מבנה חשוב במודלים רבים של היווצרות כוכבים.
מדידה של נפילת גז קיצונית
הם מצאו שהגז בדיסקה בו-זמנית מסתובב וקורס פנימה אל HW2. הם גם חישבו את קצב הנפילה של החומר על הכוכב: שתי אלפיות של מסת שמש בשנה, בין הגבוהים ביותר שנמדדו אי פעם בפרוטו-כוכב מסיבי. התוצאה מאשרת שדיסקות ספיחה יכולות לשמור על זרימות גז אינטנסיביות כאלה גם כשהכוכב כבר הגיע ל-16 מסות שמש.
"התצפיות שלנו מספקות הוכחה ישירה שכוכבים מסיביים יכולים להיווצר באמצעות ספיחה בתיווך דיסקה עד לעשרות מסות שמש", אמר ד"ר אלברטו סאנה, המחבר הראשי של המאמר. "רגישות הרדיו הייחודית של VLA איפשרה לנו להבחין בתצורות בסדר גודל של 100 יחידות אסטרונומיות בלבד, ולקבל תובנות ללא תקדים על התהליך הזה", הוסיף.
החוקרים ניתחו את הנתונים שלהם גם לצד הדמיות מחשב מתקדמות של אופן ההיווצרות של כוכבים מסיביים. "התוצאות מתאימות מאוד לתחזיות תאורטיות, ומראות שגז אמוניה ליד HW2 קורס במהירויות של נפילה חופשית כמעט תוך כדי סיבוב במהירויות תת-קפלריות – איזון שמכתיבים כוחות כבידה וכוחות צנטריפוגליים", הסביר פרופ' אנדרה אוליבה, שביצע את ההדמיות.
התצפיות גם גילו אי-סדירות בצורה ובתנועה של הדיסקה, המצביעות על ההשפעה של זרימות גז חיצוניות, שנראה שהן מספקות חומר לצד אחד של הדיסקה. תצורות דומות התגלו בבתי ייצור לכוכבים אחרים וסבורים שהן חיוניות לשמירה על הגידול של כוכבים מסיביים באמצעות הזנה מתמשכת של הדיסקה.
התגלית הזאת פותרת עשורים של ויכוח אם HW2, ופרוטו-כוכבים כמוהו, יכולים ליצור דיסקות ספיחה שיכולות לשמור על הגידול המהיר שלהם. היא גם מחזקת את הרעיון שמנגנונים פיזיקליים דומים שולטים ביצירת כוכבים עם מגוון רחב של מסות.
עוד בנושא באתר הידען
