桜井の天体:ユニークな星のイベント
天文学者たちがサクラウリのオブジェクトの珍しい「生まれ変わり」フェーズを観測した。
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桜井のオブジェクトは、「生まれ変わり」のイベントを経たユニークな星だよ。これは、通常、太陽の8倍未満の質量を持つ低質量の星に起こる現象なんだ。星のライフサイクルの中で、これらの星は外層のほとんどを失って、最終的には白色矮星になるんだけど、いくつかは最後にヘリウム殻フラッシュを起こして、残りの水素層を脱ぎ捨てて新しい物質を作り出すんだ。
この現象は天文学者たちの興味を引いていて、特にこれらのイベントを観察できるのは稀だからさ。今まで、桜井のオブジェクトを含むいくつかの星だけが生まれ変わりのフェーズを注意深く監視されてきたんだ。
桜井のオブジェクトの観測
桜井のオブジェクトは地球から約3.5キロパーセクの距離にあるんだ。これまでに、主に高性能の望遠鏡を使って、たくさんの観測が行われてきたよ。この星は1990年代中頃に初期の白色矮星フェーズから生まれ変わった赤色巨星に変わったことで注目されたんだ。
最初は、ほこりの層の後ろに隠れてたんだ。初期の研究では、星から放出された物質は双極構造を持っていると示唆されていたよ。赤外線望遠鏡で観察されたとき、中心の星の周りに隠れた円盤があることを示していたんだ。
より進んだ機器を使って、天文学者たちは桜井のオブジェクトをミリ波長でイメージングすることができた。これらの観測により、星の周囲のほこりやガスの構造と挙動について重要な情報が得られたんだ。
ALMA観測からの発見
最近、アタカマ大型ミリ波アレー(ALMA)による観測が桜井のオブジェクトに新たな光を当てたよ。非常に高解像度で画像をキャッチして、星の明るい中央部分がかすかな構造に囲まれているのが見えた。明るい中心は非晶質炭素のほこりで構成されていると考えられてるんだ。
この研究は、中心星を囲むほこりの円盤の証拠も提供しているよ。異なる分子のラインエミッションは、明確な南北の速度パターンを示していて、拡大している円盤と速い流出があることを明らかにしたんだ。
結果は、ほこりの円盤が私たちの視線に対して72度の角度で傾いていることを示唆しているよ。円盤の推定半径は約277天文単位で、約53キロメートル毎秒の速度で拡大しているんだ。
ほこりの成分の理解
ほこりは桜井のオブジェクトの構造において重要な役割を果たしているよ。年を経るごとに、さまざまな波長での観測は、そのほこりが主に炭素で構成されていることを示してきたんだ。最初は、ほこりは主にグラファイト炭素だと思われてたけど、後の赤外線研究では非晶質炭素に移行していることが示唆されているよ。
桜井のオブジェクトの周りのほこりの質量も時間とともに増えてきたよ。ほこりが冷えると、その温度が下がって、研究では約1200ケルビンから約180ケルビンに約20年かけて下がったことが示されているんだ。
異なるモデルがほこりのエミッションを分析するために使用されてきたよ。観測から、ほこりの不透明度指数が0.53と評価されていて、ほこりは主に非晶質炭素であることを示唆しているの。こういった情報は、ほこりが星の全体的な物理的および化学的環境にどのように影響を与えるかを理解するのに重要なんだ。
放出物中の分子の役割
桜井のオブジェクトからの放出物には、炭素が豊富な種や水素を含む化合物など、さまざまな分子が含まれているんだ。これらは、生まれ変わりのイベントが始まった直後に検出されたよ。最近のALMAの観測により、HCNやCOなどのラインエミッションを研究することができたんだ。
分子のラインエミッションは、明確な構造を示しており、双極的な流出を示しているよ。この流出は中心の星から遠ざかっているようで、円盤から逃げる速いガスが特定の形を作る原因になっているんだ。
分子エミッションの分析は、ガスがどの速度で動いているかの洞察を提供しているよ。双極流出では、おおよそ1000キロメートル毎秒という高速度が観測されていて、星の周囲の物質内での急速な動きが示されているんだ。
他の知られた星との比較
桜井のオブジェクトは、同様のイベントを経た他の星と特性を共有しているよ。これらの星の多くは、拡大する円盤と双極的な流出の組み合わせを示していて、共通の形成プロセスを示唆しているんだ。二重星の伴星がこれらの構造の可能な理由として提案されているよ。
天文学者たちは、こうした複雑な形状は標準の単一星進化モデルでは説明するのが難しいと考えているんだ。桜井のオブジェクトや似たような星の観測は、生まれ変わりのイベントの間やその後のプロセスを理解するために新しいアプローチが必要かもしれないね。
結論
ALMAによる桜井のオブジェクトの観測は、このユニークな星の周囲の物質についての理解を大きく深めたんだ。ほこりの円盤と速い分子の流出を詳細に視覚化することで、研究者たちは星の進化の複雑さについて貴重な情報を得られたよ。
研究が続く中、収集されたデータは星の挙動モデルを改善するのに役立つから、生まれ変わり現象に関して特に重要なんだ。この研究は、桜井のオブジェクトだけでなく、他の似たような天体に対しても適用できる洞察を提供するから、すごく重要なんだよ。
タイトル: The heart of Sakurai's Object revealed by ALMA
概要: We present high angular-resolution observations of Sakurai's object using the Atacama Large Millimeter Array, shedding new light on its morpho-kinematical structure. The millimetre continuum emission, observed at an angular resolution of 20 milliarcsec (corresponding to 70 AU), reveals a bright compact central component whose spectral index indicates that it composed of amorphous carbon dust. Based on these findings, we conclude that this emission traces the previously suggested dust disc observed in mid-infrared observations. Therefore, our observations provide the first direct imaging of such a disc. The H$^{12}$CN($J$=4$\rightarrow$3) line emission, observed at an angular resolution of 300 milliarcsec (corresponding to 1000 AU), displays bipolar structure with a north-south velocity gradient. From the position-velocity diagram of this emission we identify the presence of an expanding disc and a bipolar molecular outflow. The inclination of the disc is determined to be $i$=72$^\circ$. The derived values for the de-projected expansion velocity and the radius of the disc are $v_{\rm exp}$=53 km s$^{-1}$ and $R$=277 AU, respectively. On the other hand, the de-projected expansion velocity of the bipolar outflow detected in the H$^{12}$CN($J$=4$\rightarrow$3) emission of approximately 1000 km s$^{-1}$. We propose that the molecular outflow has an hourglass morphology with an opening angle of around 60$^{\circ}$. Our observations unambiguously show that an equatorial disc and bipolar outflows formed in Sakurai's object in less than 30 years after the born-again event occurred, providing important constraints for future modelling efforts of this phenomenon.
著者: Daniel Tafoya, Peter A. M. van Hoof, Jesus A. Toala, Griet Van de Steene, Suzanna Randall, Ramlal Unnikrishnan, Stefan Kimeswenger, Marcin Hajduk, Daniela Barria, Albert Zijlstra
最終更新: 2023-08-17 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2308.08962
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2308.08962
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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