Своим первым изображением протопланетного диска вокруг недавно формирующейся звезды JWST показывает, насколько на самом деле одиноки отдельные звездные системы.
Ключевые выводы
- Большая туманность Ориона, расположенная примерно в 1300 световых годах от нас, является ближайшей к Земле крупной массивной областью звездообразования.
- Растянувшись примерно на 24 световых года и содержа внутри себя более 2000 солнечных масс материала, прямо сейчас он активно формирует новые звезды и звездные системы.
- С тысячами новых звезд внутри и постоянно рождающимися новыми, вы можете подумать, что это очень плотная среда. Но космический телескоп Джеймса Уэбба показывает обратное.
В нашем собственном Млечном Пути в настоящее время формируются новые звезды.
Это изображение туманности Ориона, полученное Хабблом, включает объекты Мессье 42 и Мессье 43, имеет диаметр около 24 световых лет и сияет как испускаемым, так и отраженным светом от тысяч новых звезд. В центре изображения самое большое новое звездное скопление внутри, скопление Трапеция, в первую очередь отвечает за освещение этой туманности, расположенной на расстоянии 1344 световых года от нас.
Ближайшей крупной областью звездообразования является туманность Ориона, которую можно увидеть невооруженным человеческим глазом.
Освещённый совместными процессами отражённого звёздного света, излучения переходов в атомах водорода и поглощения фонового света нейтральными атомами, великий Комплекс Молекулярных Облаков Ориона охватывает сотни световых лет, значительную часть которое находится за кадром слева от основного созвездия Ориона, показанного здесь. Туманность Ориона - это относительно небольшая яркая область, расположенная ниже пояса Ориона, показанная здесь в центре изображения.
Являясь частью огромного молекулярного облачного комплекса диаметром в сотни световых лет, туманность Ориона относительно концентрирована.
Это инфракрасное изображение туманности Ориона демонстрирует большое количество звезд, обычно скрытых нейтральными атомами самой туманности. В инфракрасном свете нейтральная материя в значительной степени прозрачна, открывая обычно закрытые звезды и протозвезды внутри. Самые яркие области соответствуют местоположениям новейших звездных скоплений, включая большое скопление Трапеция в центре.
Тысячи солнечных масс материала сконцентрированы всего на 24 световых годах, внутри уже существует более 2800 новых звезд.
Это составное видимое (пыльное) и инфракрасное (богатое звездами) изображение скопления Трапеция показывает материю внутри туманности Ориона, а также яркие звезды внутри. Скопление Трапеция - самое большое, плотное и яркое скопление звезд внутри туманности Ориона.
Самая плотная такая область известна как скопление Трапеция: она богата молодыми массивными звездами.
Это изображение Туманности Ориона, полученное Хабблом, имеет множество проплильдов, или протопланетных дисков, наложенных на нее. Всего в туманности Ориона было идентифицировано около 42 проплидов. Хотя Хаббл открыл их, другие обсерватории доказали свое превосходство в раскрытии их деталей.
Ранее космический аппарат НАСА «Хаббл» сканировал туманность Ориона в поисках эволюционирующих протозвезд.
Эта подборка из 30 объектов туманности Ориона, обнаруженных космическим телескопом Хаббла, демонстрирует чрезвычайное разнообразие форм и теней, обнаруженных в этой среде. На некоторых из них показаны тени и ручьи: результат ярких близких звезд. Тем не менее, большинство наблюдаемых проплидов обнаруживаются относительно изолированно: пыльный диск создает темный поглощающий эффект на переднем плане на фоне отраженного звездного света от межзвездной пыльной туманности Ориона.
Обнаружено 150 проплидов - новорожденных систем с протопланетными дисками.
На этом изображении показаны молекулярные облака Ориона, цель исследования VANDAM. Желтые точки - это расположение наблюдаемых протозвезд на синем фоновом изображении, сделанном Гершелем. На боковых панелях показаны девять молодых протозвезд, полученные ALMA (синий) и VLA (оранжевый). Протопланетные диски не только богаты органическими молекулами, но и содержат виды, которые нечасто встречаются в типичных межзвездных пылевых облаках.
Внутри каждого такого диска возникают новые планетные системы.
Выборка из 20 протопланетных дисков вокруг молодых, зарождающихся звезд, измеренная в рамках проекта Disk Substructures at High Angular Resolution: DSHARP. Наблюдения, подобные этим, научили нас тому, что протопланетные диски формируются в основном в одной плоскости и, как правило, поддерживают сценарий аккреции ядра при формировании планет. Структуры диска видны как в инфракрасном, так и в миллиметровом/субмиллиметровом диапазоне длин волн.
Инфракрасные и радиообсерватории показывают присутствие планет, вырезанных на этих дисках.
Композитное радио/видимое изображение протопланетного диска и джета вокруг HD 163296. Протопланетный диск и особенности видны с помощью ALMA в радиодиапазоне, в то время как голубые оптические детали видны с помощью прибора MUSE на борту Очень Большой Телескоп ESO. Промежутки между кольцами, вероятно, являются местонахождением вновь формирующихся планет.
Проплиды вблизи массивных звезд всегда подвергаются абляции ультрафиолетовым излучением.
Доступно несколько видов деталей протопланетных дисков из разных обсерваторий. ALMA (слева) в субмиллиметровых длинах волн показывает бреши в диске, где формируются молодые протопланеты. Инфракрасный Очень Большой Телескоп (в центре) отслеживает яркий теплый материал, а Хаббл (справа) показывает оптическое и ближнее инфракрасное свечение освещенного материала. Центральные протозвезды дают здесь ионизирующее излучение; в более плотных протозвездных средах внешнее излучение также может быть важным. JWST обследует примерно 50 протопланетных дисков в течение первого года своей научной деятельности.
Молодые протопланетные диски огромны, их протяженность во много раз превышает расстояние от Солнца до Нептуна.
На этом изображении, полученном с помощью ALMA, показан протопланетный диск TW Hydrae. Освещённая часть диска составляет немногим более 100 астрономических единиц (а.е.) в диаметре, или чуть более чем в три раза превышает расстояние от Солнца до Нептуна. С массивом размером с Нептун мы смогли бы увидеть крошечные экзопланеты размером с Землю, даже те, которые расположены очень близко к новой формирующейся звезде, в этих радиоданных. Это потребует значительного опережения во времени.
Один из них, Орион 294-606, был только что получен космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST).
Исходное изображение проплайда Ориона 294-606 было получено космическим телескопом Хаббла (слева); тот же самый диск теперь был получен с помощью JWST (справа) в более высоком разрешении, с большей детализацией, на более длинных волнах и с большим «просачиванием» внешнего инфракрасного света на сам диск.
Фоновые отражательные туманности скрыты проплайдами, создавая силуэты.
Эта подборка четко очерченных протопланетных дисков внутри туманности Ориона была опубликована в 2000 году, когда тогда было известно 38 проплидов Ориона. В настоящее время известно около 150..
Общие обзоры JWST демонстрируют одиночество этих отдельных систем.
Это изображение проплида Орион 294-606 в более широком поле зрения получено с помощью прибора NIRCam космического телескопа Джеймса Уэбба, наблюдающего на длине волны ~1870 нм, что соответствует сильной линии инфракрасного излучения/поглощения водорода.. На этом сплющенном изображении две ближайшие звезды удалены от нас всего на десятые доли светового года, но на самом деле каждая из них находится на расстоянии более светового года в трех измерениях. Расстояние между системами, богатыми молодыми планетами, даже в областях звездообразования может быть удивительно большим.
Ближайшие недавно образовавшиеся звезды все еще находятся на расстоянии почти целого светового года от нас.
Несмотря на огромное количество ярких пятен и подсвеченных газов/пыли инфракрасных космических телескопов ESA Herschel и НАСА WISE, богатый набор объектов в этом относительно небольшом регионе на самом деле разделен значительными расстояниями. Рядом с любой конкретной звездой или звездной системой, за исключением самых плотных областей из всех, звездные системы не перекрываются, а вместо этого оказываются разделенными довольно большими расстояниями по сравнению с масштабом любой конкретной планетарной системы вокруг них.
Даже в плотных регионах с активным звездообразованием отдельные звездные системы находятся в изоляции, не влияя друг на друга.
Этот взгляд на звезды, найденные в самой плотной области туманности Ориона, недалеко от сердца скопления Трапеция, показывает современный взгляд на область звездообразования Млечного Пути. Однако свойства звездообразования меняются в течение космического времени, от галактики к галактике, на разных радиусах от галактического центра и т. д. Все эти и многие другие свойства необходимо учитывать, чтобы сравнить Солнце с общей популяцией звезд во Вселенной.
Mostly Mute Monday рассказывает астрономическую историю с помощью изображений, визуальных эффектов и не более 200 слов. Меньше болтай; улыбайся больше.