Анатомия удара протозвездной струи в туманности Ориона

Наблюдения показывают свидетельства сжатия и нагрева, вызванные ударным фронтом, и разрушение пылинок, которые вызывают резкое увеличение содержания в газовой фазе атомов железа, никеля и других тяжелых элементов в туманности Ориона.

На левой панели показана туманность Ориона, наблюдаемая с помощью космического телескопа Хаббла, с выделением области вокруг HH204. На правой панели мы можем подробно увидеть структуру HH204 и его очевидного компаньона, HH203. На этой панели изображения космического телескопа Хаббла, сделанные в течение 20 лет и искусственно выделенные разными цветами, показывают продвижение струй газа через туманность Ориона. Предоставлено: Габриэль Перес Диас, SMM (IAC).

Туманность Ориона, один из самых ярких известных объектов на ночном небе, является ближайшим к Земле регионом массивного звездообразования и имеет сложную и обширную газовую структуру. Некоторые из новорожденных звезд внутри нее испускают струи газа с высокой скоростью, которые, когда они сталкиваются с окружающей средой, создают ударные фронты, которые сжимают и нагревают туман туманности. Эти зоны падения имеют дугообразную форму и называются объектами Хербига-Аро в честь их первооткрывателей, американского астронома Джорджа Хербига и мексиканского астронома Гильермо Аро.

Эти объекты ранее наблюдались во многих темных туманностях, где холодный газ нейтрален, а его основным источником энергии является тепло, выделяемое ударной волной. Однако струи газа в туманности Ориона погружены в большое радиационное поле, создаваемое самыми массивными звездами Трапеции Ориона, расположенными в центре туманности. Благодаря этому излучению газ во фронте ударной волны, а также газ, сжатый после его прохождения, нагревается и ионизируется, и это позволяет нам точно измерить физические условия и химический состав струи.

Исследование, проведенное группой астрономов из Испании, Мексики и США под руководством Хосе Эдуардо Мендес Дельгадо, докторанта МАК и Университета Ла-Лагуна (ULL), выявило сложные отношения между ионным изобилием. газа и его физических условий в HH204, одном из самых заметных объектов Хербига-Аро в туманности Ориона.

«Наша работа показывает, что во фронте ударной волны HH204 содержание в газе тяжелых элементов, таких как железо и никель, увеличивается на 350% по сравнению со значениями, обычно обнаруживаемыми в туманности Ориона, и это позволяет нам определить долю другие химические элементы более точно, что способствует более глубокому изучению химической эволюции в окрестностях Солнца », – объясняет Хосе Эдуардо Мендес Дельгадо, первый автор статьи.

«Помимо обогащения тяжелыми элементами в газовой фазе, мы наблюдали нагретую зону постшока, которая составляет очень небольшую часть газа, и которая позволяет нам понять различные слои структуры объекта Хербига-Аро, созданного “ударным фронтом”, – говорит Сезар Эстебан, исследователь IAC и соавтор статьи.

«Происхождение HH204, по-видимому, связано с одной из самых ярких и богатых звездообразованием зон туманности Ориона, областями, называемыми Юг Ориона, хотя существует множество взаимодействий газа, которые, кажется, подпитывают его с нескольких направлений», – добавляет Уильям Хенни, исследователь из Института радиоастрономии и астрофизики Национального автономного университета Мексики и соавтор статьи.

«Благодаря изображениям космического телескопа Хаббла мы показали, что HH204 распространяется под углом 32 градуса к плоскости неба, что позволяет нам наблюдать сжатие газа в поперечном направлении по мере приближения к фронту ударной волны», – указывает Карла Арельяно Кордова, исследователь Техасского университета в Остине и соавтор статьи.

«Мы увидели, что влияние этих объектов может быть важным при определении локальных физических условий в ионизированных туманностях. Фактически, если мы не принимаем во внимание эти эффекты, мы можем сделать неправильные определения химического состава ионизированных туманностей, что является фундаментальным методом для понимания химической эволюции Вселенной », – резюмирует Хорхе Гарсиа Рохас, исследователь МАК. и соавтор статьи.

Исследование было проведено с использованием наблюдений с помощью очень большого телескопа (VLT) и 20-летних изображений с космического телескопа Хаббла (HST).