5981675090

NAUKA

KOSMICZNA ZABAWA W CHOWANEGO

Grupa astronomów z Centrum Astronomii UMK zaobserwowała nieznane dotąd zjawisko naprzemiennej emisji fal radiowych przez cząsteczki metanolu i pary wodnej wokół młodej gwiazdy. Odkrycia dokonano przy użyciu największego polskiego radioteleskopu (RT4) w obserwatorium w Piwnicach koło Torunia, grupą badawczą kierował prof. Marian Szymczak. O odkryciu tym wspominaliśmy już poprzednim Głosie. Dziś - zgodnie z obietnicą - obszer-

Obserwowane źródło ma oznaczenie G107.298+ +5.639, w skrócie G107, Jest maserem o bardzo zaskakujących właściwościach. Okazuje się być jedynym obiektem, dla którego odkryto wyraźne zależności pomiędzy emisjami występującymi w dwóch rodzajach maserów: związanych z wodą i z metanolem.

Fale radiowe generowane są w otoczce wokół bardzo młodej lub powstającej gwiazdy dzięki mechanizmom na jakich działają znane z życia codziennego lasery. Jeśli taki mechanizm spowoduje emisję fal radiowych, to powstaje maser. W obłoku otaczającym rodzącą się gwiazdę mamy do czynienia z .fabryką' chemiczną, w której tworzona jest olbrzymia ilość cząstek chemicznych, w tym najprostszy alkohol, jakim jest metanol, jak i niezbędna do życia woda (w stanie gazowym). Różne rodzaje cząsteczek wysyłają fale radiowe o właściwych sobie częstotliwościach i dzięki temu możemy je rozpoznać. Przykładowo cząsteczki metanolu i pary wodnej świecą na częstotliwościach odpowiednio 6.7 GHz i 22 GHz, co przekłada się na długości fal 4,5 cm i 1,3 cm.

Masery metanolu i pary wodnej występują w obszarach powstawania masywnych gwiazd. Natężenie ich promieniowania {fal radiowych) jest silnie zależne od warunków fizycznych w których działają, takich jak ilość fotonów podczerwonych, temperatura, gęstość. Dzięki temu, badając masery możemy wyciągnąć wnioski na temat procesów zachodzących w bliskim otoczeniu rodzących się gwiazd. Badania radioastronomiczne dają nam unikatowy wgląd w te obszary, które nie są widoczne w zakresie optycznym ze względu na nieprzezroczyste obłoki gazowo--pyłowe.

-    Wygląda to jakby oba zjawiska unikały współistnienia w tym samym czasie, jakby bawiły się w chowanego. Maser metanolowy w G107 świeci przez kilka dni. po czym zanika na ponad 20 dni. a jednocześnie pojawia się rozbłysk masera pary wodnej. Następnie maser na 22 GHz zanika i ponownie pojawia się rozbłysk na 6,7 GHz - wyjaśnia prof. dr hab. Marian Szymczak.

Szczególnie interesujące są obiekty, w których zmienność maserów metanolowych jest cykliczna. Obecnie znanych jest tylko 16 okresowych maserów metanolowych z czego aż 5 zostało odkrytych przez toruński zespół za pomocą radioteleskopu RT4 w poprzednich latach.

-    Obiekt G107 był już znany kiedy zaczęliśmy jego obserwacje w obserwatorium w Piwnicach w sierpniu 2014 r. na 6,7 GHz. czyli na linii metanolu. Wiedzieliśmy wtedy, że występuje tam okresowy maser metanolowy - mówi doktorant Mateusz Olech.

-    Dzięki nowo zbudowanemu w Katedrze Radioastronomii odbiornikowi zainstalowanemu na radioteleskopie RT4 możliwe stało się badanie maserów pary wodnej na częstotliwości 22 GHz. Źródło G107 to naturalny kandydat do monitorowania przy pomocy nowego odbiornika. Wcześniejsze doniesienia wskazywały. że nic wyjątkowego w emisji maserowej pary wodnej się tam nie dzieje, ale doniesienia te bazowały na niewielu i do tego niezbyt regularnych obserwacjach. Postanowiłem zatem sprawdzić, czy częste i regularne obserwacje nie ujawnią jakichś okresowości. I opłaciło się! - tłumaczy dr Paweł Wolak.

Po kilkudziesięciu dniach obserwacji, kiedy do dyspozycji była już odpowiednio duża i wiarygodna próbka danych, astronomowie z Torunia zrozumieli, że zarejestrowali zdumiewające i nigdy wcześniej nie obserwowane zjawisko. Wybuchy masera metanolowego przeplatały się z rozbłyskami masera pary wodnej.