У віддаленій частині нашої галактики Чумацький Шлях молода зірка, яка ще перебуває на стадії формування, заявила про своє народження грандіозним космічним феєрверком. Два потужні струмені гарячого газу, що вириваються з неї, сягають 8 світлових років у довжину — це вдвічі більше, ніж відстань від нашого Сонця до найближчої зоряної системи.

Ці струмені, що отримали назву Шарплесс 2-284 (Sh2-284), утворюються, коли перегрітий газ падає на масивну зірку, а потім потужні магнітні поля та обертання зірки спрямовують його назад у космос вузькими променями.

Космічний телескоп Джеймса Вебба зафіксував це видовище в інфрачервоному світлі. Деталі, захоплені тільки Веббом, свідчать, що струмені прокладають собі шлях крізь міжзоряний пил і газ, створюючи химерні форми.

«Ми не знали, що існує масивна зірка з таким надпотужним струменем, до того, як провели спостереження. Такий вражаючий потік молекулярного водню від масивної зірки є рідкістю в інших регіонах нашої галактики», — зазначив Ю Ченг з Національної астрономічної обсерваторії Японії, провідний автор дослідження.

Така унікальна “зоряна святкова ілюмінація”, відома як об’єкти Хербіга-Гаро (НН), є дуже вузькими струменями плазми, що вириваються з новоутворених зірок. Ці струмені дають ключ до розуміння того, як формуються молоді зірки. Вони підтверджують, що чим масивніша зірка, тим потужніші та більші її струмені.

Деталізована волокниста структура струменя, зафіксована Веббом, є доказом того, що струмінь врізається в міжзоряний пил і газ, створюючи окремі вузли, ударні хвилі та лінійні ланцюги.

Кінчики струменя, що спрямовані в протилежні боки, зберігають історію формування зірки. «Спочатку матеріал був близько до зірки, але протягом 100 000 років кінчики поширювалися назовні, а матеріал позаду є молодшим викидом», — пояснив Джонатан Тан, співавтор дослідження.

Ці спостереження є свідченням того, що струмені НН повинні масштабуватися разом із масою зірки, яка їх живить. Чим масивніший «зоряний двигун», тим більший розмір «викиду».

Зіркове скупчення, що є домом для цього потужного струменя, розташоване на периферії Чумацького Шляху, майже вдвічі далі від галактичного центру, ніж наше Сонце.

Оскільки це віддалене скупчення, зірки в ньому містять менше важких елементів (металів) порівняно з тими, що ближче до центру. Ця низька металічність робить Sh2-284 аналогом середовища раннього Всесвіту, яке також було бідним на важкі елементи.

«Надзвичайно точні дані Вебба також показали нам, що в Sh2-284 формується відносно більше зірок із меншою масою, ніж у ближчих, багатших на метали скупченнях”, — сказав співавтор Мортен Андерсен.

За його словами, це скупчення допоможе вченим зрозуміти процеси утворення зірок у всьому Всесвіті.

Зоряні струмені живляться гравітаційною енергією, що виділяється в процесі набору маси зіркою, і тому вони містять інформацію про її історію формування.

Протягом понад 30 років астрономи не могли дійти згоди щодо того, як утворюються масивні зірки. Деякі вважали, що це хаотичний процес, так звана конкурентна акреція. Інші схилялися до теорії акреції ядра, яка передбачає стабільний диск навколо зірки.

Те, що Вебб спостерігав у Sh2-284 — струмені, спрямовані майже на 180 градусів один від одного, — підтверджує теорію акреції ядра, оскільки це свідчить про стабільність центрального диска.

«Завдяки цим новим зображенням Вебба, ми можемо перевірити теорії формування масивних зірок. Ми розробили нові теоретичні моделі акреції ядра, які відповідають отриманим даним. Ці моделі вказують на те, що зірка має масу приблизно в 10 разів більшу за масу Сонця, і вона все ще зростає», — додав Тан.

Залишається дослідити інші масивні зірки в цьому регіоні, які, можливо, ще не досягли стадії потужних викидів. Дані, отримані за допомогою радіотелескопа ALMA (Atacama Large Millimeter Array) в Чилі, вже виявили ще одне щільне зоряне ядро, яке може перебувати на ранній стадії формування.

Дослідження було прийнято до публікації в журналі The Astrophysical Journal.