Hvězdný kokon s podivným chemickým složením radioteleskopem ALMA

První útvar svého druhu objevený mimo naši Galaxii

Týmu japonských astronomů se pomocí radioteleskopu ALMA podařilo objevit horký a hustý kokon hmoty obklopující nově zrozenou hvězdu. Jedná se o objekt známý jako horké molekulární jádro, je však první svého druhu, který se podařilo najít mimo naši Galaxii. Svým chemickým složením se značně liší od podobných útvarů v naší Galaxii, což naznačuje, že chemické procesy odehrávající se v různých místech ve vesmíru, mohou být mnohem rozmanitější, než se očekávalo.

Tým japonských vědců využil mimořádný výkon observatoře ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) k pozorování hmotné hvězdy známé pod označením ST11 [1], která se nachází v sousední trpasličí galaxii - Velkém Magellanově oblaku (LMC). Podařilo se jim detekovat emise různých plynů, což ukazuje, že v okolí nedávno zrozené hvězdy ST11 se nachází oblast koncentrovaného teplého a hustého molekulárního plynu. Nalezli tedy objekt dosud nepozorovaný mimo naši Galaxii - horké molekulární jádro [2].

Astronom a hlavní autor článku Takashi Shimonishi (Tohoku University, Japonko) neskrývá nadšení: "Jedná se o první detekci mimogalaktického horkého molekulárního jádra, což demonstruje mimořádné schopnosti nové generace teleskopů, které jsou vhodné dokonce ke studiu astrochemických procesů mimo naši Galaxii."

Čtěte také: Zmrzlý Létající talíř, ALMA objevila nečekaně chladné prachové částice v…

Pozorování provedená pomocí ALMA odhalila, že jádro nově objevené ve Velkém Magellanově oblaku má velmi odlišné chemické složení ve srovnání s podobnými objekty v naší Galaxii. Nejnápadnější emise přicházející z tohoto jádra patří molekulám plynů oxidu siřičitého, oxidu dusného a formaldehydu. Výrazně zde září také všudypřítomný prach. Naopak některé organické sloučeniny, například metanol (nejjednodušší molekula alkoholu), jsou zde zastoupeny velmi málo, což je v kontrastu s podobnými útvary v naší Galaxii, u kterých bylo pozorováno, že obsahují širokou paletu komplexních organických molekul včetně metanolu a etanolu.

Takashi Shimonishi vysvětluje: "Získaná pozorování naznačují, že molekulární chemické složení hmoty, ze které se rodí nové hvězdy a planety může být mnohem pestřejší, než jsme očekávali."

Velký Magellanův oblak má velmi nízký obsah chemických prvků těžších než vodík a helium [3]. Členové výzkumného týmu se domnívají, že toto výrazně odlišné galaktické prostředí významně ovlivnilo chemické procesy vedoucí k tvorbě molekul, které se odehrávají v okolí mladé hvězdy ST11. A to by také mohlo být příčinou pozorovaného rozdílu v chemickém složení.

Zatím není zcela jasné, zda se komplexní molekuly detekované v naší Galaxii vyskytují rovněž v horkých molekulárních jádrech v cizích galaxiích. Složité organické sloučeniny jsou v tomto ohledu mimořádně zajímavé, jelikož některé z nich mají blízký vztah ke vzniku prebiotických molekul ve vesmíru. Tento nově objevený objekt ležící v jednom z našich nejbližších galaktických sousedů je pro astronomy mimořádně zajímavým cílem, který by mohl pomoci zodpovědět otázku: jakým způsobem chemická diversita galaxií mohla ovlivňovat vývoj extragalaktického života?

Poznámky

[1] Celé katalogové označení objektu ST11 je 2MASS J05264658-6848469 a je definován jako 'mladý objekt hvězdného typu'. Přestože se v současnosti zdá, že jde o jednu hvězdu, je možné, že se ve skutečnosti jedná a vícenásobný hvězdný systém nebo dokonce malou hvězdokupu. Výzkum tohoto objektu byl primárním cílem provedených pozorování, při kterých se podařilo odhalit, že ST11 je zahalen v horkém molekulárním jádře.

[2] Horké molekulární jádro: musí být (relativně) malé - o průměru menším než 0,3 světelného roku, jeho hustota musí přesahovat 1 bilion molekul na m³ (10¹² částic, což je sice mnohem méně než v atmosféře Země, ale hodně ve srovnání s mezihvězdným prostředím), a jeho teplota musí převyšovat -173 °C. Jádro je tím pádem minimálně o 80 °C teplejší, než běžný molekulární oblak, přestože hustota hmoty je zde podobná. Horká jádra vznikají v počátečních fázích vývoje hmotných hvězd a hrají klíčovou roli při vzniku složitějších chemických sloučenin ve vesmíru.

[3] Když ve hvězdě vyhasne fúze vodíku na hélium, jiné termojaderné reakce začnou vytvářet ještě těžší prvky. Ty se pak dostávají do vesmíru při explozi supernovy. Tím pádem se s rostoucím věkem vesmíru zvyšuje také obsah těžších chemických prvků. Díky nízkému obsahu těchto prvků ve Velkém Magellanově oblaku nám tento objekt poskytuje pohled na procesy, které byly ve vesmíru běžné v minulosti.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku "The Detection of a Hot Molecular Core in the Large Magellanic Cloud with ALMA" autorů Takashi Shimonishi a kol., který byl publikován 9. srpna 2016 ve vědeckém časopise Astrophysical Journal.

Složení týmu: Takashi Shimonishi (Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences & Astronomical Institute, Tohoku University, Japonsko), Takashi Onaka (Department of Astronomy, The University of Tokyo, Japonsko), Akiko Kawamura (National Astronomical Observatory of Japan, Japonsko) a Yuri Aikawa (Center for Computational Sciences, The University of Tsukuba, Japonsko).

Astronomická observatoř ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je mezinárodním partnerským projektem organizací ESO, NSF (US National Science Foundation) a NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za členské státy financována ESO, NSF ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a NSC (National Science Council of Taiwan) a NINS ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu a KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute) v Koreji.

Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze strany Severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, plánování a provoz teleskopu ALMA.

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy - VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane "největším okem hledícím do vesmíru".

Odkazy

• vědecký článek
• snímky radioteleskopu ALMA

Kontakty

Viktor Votruba
národní kontakt
Astronomický ústav AV , Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika
Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba
překlad
Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika
Email: jsrba@astrovm.cz

Takashi Shimonishi
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences
Tohoku University, Sendai, Miyagi, Japan
Email: shimonishi@astr.tohoku.ac.jp

Masaaki Hiramatsu
NAOJ Chile Observatory EPO officer
Tel.: +81 422 34 3630
Email: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Další související články: