Orion Source I: Velmi mladá, hmotná a přesolená hvězda

Nová pozorování pomocí radioteleskopu ALMA prokázala existenci obyčejné kuchyňské soli v nepříliš obyčejném místě: v prstenci kolem hmotné mladé hvězdy, která je od Země vzdálená 1 500 světelných roků. Ačkoliv sůl již byla nalezena v atmosférách starých umírajících hvězd, toto je první případ, kdy byla objevena v okolí mladé hvězdy ve vzdálené hvězdné porodnici. Detekce soli obklopující hvězdu v podobě disku může pomoci astronomům při studiu chemického složení vznikajících hvězd, stejně tak i při identifikaci dalších podobných protohvězd ukrytých v hustých kokonech plynu a prachu.

Skupina astronomů a chemiků použila radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) a detekovala přítomnost chloridu sodného (NaCl) a dalších podobných solných sloučenin v prachovém disku obklopujícím zdroj záření Orion Source I, což je velmi hmotná mladá hvězda ukrytá v oblaku prachu za známou mlhovinou v Orionu.

Je úžasné, že jsme tyto molekuly vůbec mohli pozorovat,“ říká Adam Ginsburg z Jansky Fellow of the National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Socorro, New Mexico a hlavní autor článku přijatého k tisku v časopise Astrophysical Journal. „Jelikož jsme doposud byli schopni pozorovat tyto sloučeniny pouze v odvržených obálkách umírajících hvězd, zatím si nejsme jisti, co tento nový objev znamená. Jeho charakter však napovídá, že prostředí v okolí této hvězdy je velmi neobvyklé.“

TIP:   Na raketě Vega se poprvé objeví česká vlajka, a to díky nosiči Dispenser, který byl vyvinut u nás

K detekci molekul ve vesmíru používají astronomové radioteleskopy a pátrají po jejich chemických stopách ve spektrech v oboru rádiových a milimetrových vlnových délek. Atomy a molekuly vysílají takovéto signály v závislosti na teplotě okolního prostředí. K vytvoření výrazných a proměnných spektrálních čar molekul (jakýchsi otisků prstů), musí být v místě jejich výskytu extrémní rozpětí teplot přibližně od 100 do 4 000 kelvinů (zhruba od -175 do +3 700 °C). Podrobná studie těchto spektrálních maxim může poskytnout pohled na to, jak hvězdy zahřívají disk, který rovněž může být užitečný při měření svítivosti hvězdy.

Když se podíváme na informace, které získal radioteleskop ALMA, vidíme zhruba 60 rozdílných signálů – unikátních otisků prstů – molekul podobných kuchyňské soli (chloridu sodnému) a chloridu draselnému KCl přicházejících z disku. To je šokující a vzrušující,“ říká Brett McGuire, chemik z NRAO (National Radio Astronomy Observatory) v Charlottesville, Virginia a spoluautor článku.

Astronomové předpokládají, že tyto soli mají původ v zrníčkách prachu, která se srážejí a prozrazují svoji přítomnost v okolním disku. Jejich pozorování potvrzují, že oblasti s výskytem solí vyznačují oblast cirkumstelárního disku.

Obvykle, když studujeme protohvězdy při tomto chování, signály z disku a úniku plynů z hvězdy nás matou, což dělá obtížným rozlišit jedno od druhého,“ říká Adam Ginsburg. „Jelikož nyní můžeme izolovat téměř celý disk, mohli jsme zjistit, jak se pohybuje a jaké množství hmoty obsahuje. Také nám to může říci něco nového o samotných hvězdách.“

Detekce soli v okolí mladých hvězd je rovněž zajímavá pro astronomy a astrochemiky, protože některé ze základních atomů solí jsou kovy – sodík a draslík. Z toho vyplývá, že mohou existovat i další molekuly kovů, které jsou obsaženy v molekulách v tomto prostředí. Pokud ano, možná mohou být podobná pozorování použita k určení množství kovů v oblastech s tvorbou hvězd. „Tento druh výzkumu není pro nás v současnosti vůbec dostupný. Volně obíhající kovové sloučeniny jsou zpravidla neviditelné v oboru radioastronomie,“ říká Brett McGuire.

Přítomnost soli byla objevena zhruba ve vzdálenosti 30 až 60 AU (1 AU = průměrná vzdálenost mezi Sluncem a Zemí, tj. asi 150 000 000 km) od mateřské hvězdy. Na základě pozorování astronomové odvodili, že v této oblasti může být množství soli zhruba odpovídající celkové hmotnosti pozemských oceánů.

Naším dalším krokem v tomto výzkumu bude hledání solí a molekul kovů v jiných regionech. To nám pomůže pochopit, jestli tyto chemické prvky jsou dostatečným nástrojem ke studiu širokého okruhu protoplanetárních disků nebo jestli je tato detekce pouze unikátním případem,“ říká Adam Ginsburg. „Při pohledu do budoucna bude mít plánovaný radioteleskop Next Generation VLA tu správnou citlivost a rozsah vlnových délek ke studiu těchto molekul a snad jej budeme moci využít k pátrání po výskytu protoplanetárních disků.“

Zdroj Orion Source I se vytvořil v oblasti molekulárního oblaku Orion I (Orion Molecular Cloud I), v regionu explozivní tvorby hvězd pozorované již dříve radioteleskopem ALMA. „Tato hvězda byla vyvržena z mateřského oblaku rychlostí zhruba 10 km/s v době před 550 roky,“ říká John Bally, astronom z University of Colorado a spoluautor článku. „Je pravděpodobné, že tuhá zrníčka soli se vypařila v důsledku rázových vln v době, kdy hvězda a její disk byly náhle urychleny v důsledku těsného přiblížení nebo kolize s jinou hvězdou.“

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (scitechdaily.com, almaobservatory.org), autor: František Martínek, foto: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello, video: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); NRAO/AUI/NSF; Gemini Observatory/AURA. Doporučený odkaz: Orion SrcI’s disk is salty,” A. Ginsburg, et al., 2019 Feb. 7, Astrophysical Journal