Астрономы подтвердили существование приливного газового моста между двумя протозвездными системами L1448 IRS3A и L1448 IRS3B, включающими в себя, как минимум, четыре протозвезды.
Он, как и спиральные структуры в околозвездных дисках, мог возникнуть из-за близкого пролета одной системы мимо другой около 15 тысяч лет назад. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Большинство звезд в галактиках возникают в скоплениях, из-за чего многие светила на стадии формирования способны подвергаться возмущениям со стороны близко пролетающих звезд. Это может сильно повлиять на темпы роста протозвезды за счет аккреции, а также на структуру протопланетного диска, что в дальнейшем отразится на эволюционном пути системы. Одним из проявлений сближения протозвезд может стать приливный хвост из газа и пыли, однако подобные структуры рассеиваются за весьма короткое время (несколько тысяч лет), что сильно затрудняет их поиски — на сегодняшний день известно всего несколько кандидатов.
Группа астрономов во главе с Чху Ён У (Youngwoo Choi) из Сеульского национального университета сообщила об обнаружении явного приливного хвоста между молодыми протозвездными системами L1448 IRS3A и L1448 IRS3B. Оно стало возможным благодаря анализу данных наблюдений за ними системы радиотелескопов ALMA в 2016 году в линиях как пыли, так и различных молекул газа. Данные сравнивались с результатами моделирования процесса тесного сближения двух протозвезд, проведенного при помощи метода гидродинамики сглаженных частиц.
Система L1448 IRS3 расположена в молекулярном облаке Персея, на удалении около 978 световых лет от Солнца, и включает в себя три молодых звездных объекта, окруженных аккреционными околозвездными дисками: L1448 IRS3A, L1448 IRS3B и L1448 IRS3C. L1448 IRS3A относится к протозвезде класса I, в то время как два других объекта — к классу 0, еще окруженному плотным газопылевым коконом. Проекционное расстояние между L1448 IRS3A и L1448 IRS3B оценивается приблизительно в 2100 астрономических единиц, они образуют широкую пару. При этом L1448 IRS3B представляет иерархическую тройную систему, обладающую общим околозвездным диском: внутренняя двойная звезда (IRS3B-a и -b), более удаленное третье тело (IRS3B-c), и, потенциально, еще одна, четвертая протозвезда.
Предыдущие наблюдения за системой при помощи телескопа NOEMA позволяли подозревать существование между L1448 IRS3A и L1448 IRS3B протяженного газового моста, теперь же данные ALMA подтвердили его существование. Проекционная длина моста составляет около 1800 астрономических единиц, а ширина — около 240 астрономических единиц. Его наличие, а также существование в околозвездном диске вокруг L1448 IRS3B заметного одностороннего спирального рукава, ориентированного противоположно мосту, и крупномасштабной спиральной структуры в диске вокруг L1448 IRS3A, говорят в пользу идеи о том, что в прошлом одна из протозвезд пролетела вблизи своего компаньона. Помимо основного моста (потока газа от IRS3B к IRS3A), наблюдается и маленький вторичный газовый мостик, направленный к диску IRS3B.
Итоговая модель системы, лучше всего подходящая под данные наблюдений, выглядит следующим образом. Около 15 тысяч лет назад L1448 IRS3A прошла наиболее близкую к L1448 IRS3B точку во время прямого пролета, гравитационно возмутив ее диск, что привело к отрыву части вещества диска приливными силами и формированию моста и спирального рукава. Кроме того, это привело к всплеску аккреции вещества на протозвезды, который продолжался и после максимального сближения. Спиральные структуры, наблюдаемые в диске IRS3B, могли существовать и до пролета, однако их ориентация хорошо вписывается в эту модель.
Массы протозвезд и дисков в модели для IRS3A и IRS3B составляют 1,4 и 1,15 и 0,04 и 0,3 массы Солнца, соответственно. Радиусы околозвездных дисков для IRS3A и IRS3B составляют 500 и 700 астрономических единиц. Масса протозвезды и радиус орбиты для L1448 IRS3B-c, которая находится внутри диска L1448 IRS3B, в текущую эпоху составляют около 0,1 массы Солнца и около 250 астрономических единиц. Стоит отметить, что моделирование не воспроизводит вторичного мостика, а также нечеткого спирального рукава в диске L1448 IRS3B, что можно объяснить недоучетом наличия плотного околозвездного вещества в паре.
Автор: Александр Войтюк