Støv findes overalt i rummet, men de gennemgribende ting er en ting astronomer ved lidt om. ”Vi ved ikke kun, hvad de ting er, men vi ved ikke, hvor det er lavet, eller hvordan det kommer ud i rummet,” sagde Donald York, en professor ved University of Chicago. Men nu har York og en gruppe af samarbejdspartnere observeret et dobbeltstjernersystem, HD 44179, der muligvis skaber en springvand af støv. Opdagelsen har vidtgående konsekvenser, fordi støv er kritisk for videnskabelige teorier om, hvordan stjerner dannes.
Dobbeltstjernersystemet sidder inden for hvad astronomer kalder det røde rektangel, en tåge fuld af gas og støv, der ligger ca. 2.300 lysår fra Jorden.
En af dobbeltstjernerne er en post-asymptotisk gigantisk gren (post-AGB) -stjerne, en type stjerne astronomer betragter som en sandsynlig kilde til støv. Disse stjerner, i modsætning til solen, har allerede brændt alt brint i deres kerner og er kollapset og brændt et nyt brændstof, helium.
Under overgangen mellem brændende brint og helium, der finder sted over titusinder af år, mister disse stjerner et ydre lag af deres atmosfære. Der kan dannes støv i dette kølevag, hvilket strålingstryk, der kommer fra stjernens indre, skubber støvet væk fra stjernen sammen med en rimelig mængde gas.
I dobbeltstjernersystemer kan der dannes en disk med materiale fra post-AGB-stjernen omkring den anden mindre, langsommere stjerne, der udvikler sig. ”Når der dannes skiver i astronomi, danner de ofte jetfly, der sprænger en del af materialet ud af det originale system og fordeler materialet i rummet,” forklarede York.
”Hvis en sky af gas og støv kollapser under sin egen tyngdekraft, bliver den straks varmere og begynder at fordampe,” sagde York. Noget, muligvis støv, skal straks afkøle skyen for at forhindre, at den genopvarmes.
Den gigantiske stjerne, der sidder i det røde rektangel, er blandt dem, der er alt for varmt til at tillade støvkondensation inden for deres atmosfære. Og alligevel omslutter en kæmpe ring af støvet gas det.
Witt's hold foretog cirka 15 timers observationer af dobbeltstjernen over en syv-årig periode med 3,5-meter-teleskopet på Apache Point-observatoriet i New Mexico. ”Vores observationer har vist, at det mest sandsynligt er tyngdepunktet eller tidevandsinteraktionen mellem vores røde rektangel-gigantstjerne og en tæt sollignende ledsagerstjerne, der får materiale til at forlade kæmpen til giganten,” sagde samarbejdspartner Adolph Witt fra University of Toledo.
Nogle af dette materiale ender på en disk med akkumulerende støv, der omgiver den mindre ledsagerstjerne. Gradvis, over en periode på cirka 500 år, spiraler de materielle materialer ind i den mindre stjerne.
Lige inden dette sker, udsætter den mindre stjerne en lille brøkdel af det akkumulerede stof i modsatte retninger via to gasformige jetfly, kaldet "bipolære jetfly."
Andre mængder af sagen trukket fra konvolutten af giganten ender på en disk, der er overskredet begge stjerner, hvor den køler ned. "De tunge elementer som jern, nikkel, silicium, calcium og kulstof kondenseres ud i faste kerner, som vi ser som interstellært støv, når de først har forladt systemet," forklarede Witt.
Produktion af kosmisk støv har undgået teleskopdetektion, fordi den kun varer i måske 10.000 år - en kort periode i en stjerners levetid. Astronomer har observeret andre objekter, der ligner det røde rektangel i Jordens kvarter af Mælkevejen. Dette antyder, at den proces, som Witt's team har observeret, er ret almindelig, når den ses i galakstens levetid.
”Processer, der ligner meget, hvad vi observerer i den røde rektangel-tåge, er måske sket hundreder af millioner af gange siden dannelsen af Mælkevejen,” sagde Witt, der samarbejdede med mangeårige venner i Chicago til undersøgelsen.
Holdet havde tænkt sig at nå et relativt beskedent mål: find det røde rektangels kilde til fjern ultraviolet stråling. Det røde rektangel viser flere fænomener, der kræver fjern ultraviolet stråling som strømkilde. ”Problemet er, at den meget lysende centrale stjerne i det røde rektangel ikke er varmt nok til at producere den krævede UV-stråling,” sagde Witt, så han og hans kolleger forsøgte at finde den.
Det viste sig, at ingen af stjernene i det binære system er kilden til UV-stråling, men snarere det varme, indre område af disken, der hvirvler rundt om det sekundære, som når temperaturer nær 20.000 grader. Deres observationer, sagde Witt, "har været meget mere produktive end vi kunne forestille os i vores vildeste drømme."
Kilde: University of Chicago
