Et to-årigt kig på "proplyds" eller protoplanetære diske i stjernebilledet Orion har givet astronomer en ny højopløsnings-time-lapse-film, der afslører processen med, hvor massiv stjerne form. Fødselen af de største stjerner har til dels været mystisk, fordi massive stjerner er sjældne og har en tendens til at tilbringe deres ungdom omgivet af støv og gas som skjuler dem for synet. ”Vi ved, hvordan disse stjerner dør, men ikke hvordan de fødes,” sagde Lincoln Greenhill, en hovedundersøgelsesleder for teamet, der bruger radiobilleder tusind gange skarpere og mere detaljerede end nogen tidligere opnået.
Brug af Very Long Baseline Array (VLBA) som en kraftfuld "zoomobjektiv" studerede astronomer en massiv ung protostar kaldet Source I (udtales "eye") i Orion. Den ungdommelige klynge kan ikke ses med traditionelle teleskoper på grund af den omgivende gas og støv, men dette nye look viser, at massive stjerner dannes som deres mindre søskende, med disk-akkretion og magnetiske felter spiller afgørende roller.
Holdet observerede kilde I med månedlige intervaller over to år og samlet derefter de individuelle billeder til en time-lapse-film. Klik her for at se filmen.
VLBA opdagede tusinder af siliciummonoxidgasskyer kaldet masers - naturligt forekommende laserlignende beacons ofte forbundet med stjernedannelse. Nogle masers var så tæt på protostaren som Jupiter er vores sol, som også er en rekord. Mange af murerne eksisterede længe nok til, at deres bevægelser kunne spores over himlen og langs vores synslinje, hvilket gav deres 3-d bevægelser gennem rummet.
”Kilde I er den rigeste kilde til masers i Galaxy, som vi kender til,” sagde Lynn Matthews, hovedforfatter af det nye værk, der nu er forsker ved MIT Haystack-observatoriet. "Uden masers kunne vi ikke spore gasbevægelserne i så detaljeret så tæt på denne massive stjerne og ville være relativt blinde for dens dannelse."
”I astronomi er det sjældent at se ændringer i løbet af en menneskelig levetid. Med denne nye film kan vi se ændringer over kun et par måneder, når gasklumper sværmer rundt om denne unge protostar, ”tilføjede Smithsonian astronom og medforfatter Ciriaco Goddi.
Den resulterende film afslører tegn på en roterende akkretionsskive, hvor gas hvirvler tættere og tættere på protostaren i midten. Det viser også materiale, der flyder udad vinkelret på disken i to store V'er - faktisk kanterne på kegleformede gasstrømme. Sådanne udstrømninger fremmer stjernedannelse ved at bære vinkelmoment væk fra systemet.
Spændende synes udstrømningsstrømmene at krumme, når de forlader disken. ”Disse masers bøjningsveje giver nøglebevis for, at magnetfelter kan have indflydelse på gasbevægelser meget tæt på protostaren,” påpegede Claire Chandler fra NRAO, en medhovedundersøgelsesleder af undersøgelsen.
Magnetfeltlinier er velkendte fra deres virkning på jernfilinger, der drysses omkring en stangmagnet, og skitserer løkker, der strækker sig fra den ene pol af magneten til den anden. I tilfælde af kilde I og andre massive protostarer kan magnetfeltlinjer strække sig udad i rummet og pakke ind i en helix, der er formet meget som Twizzlers slik. Udstrømmende gasstrømme langs disse feltlinjer.
”Magnetfelter antages at være svage og uvæsentlige for fødslen for massive stjerner,” sagde Matthews. ”Men masere ville ikke rejse langs blide buer, medmindre de oplever en slags kraft - sandsynligvis en magnetisk kraft.”
Dataene viser ikke, om magnetfeltet opstår i stjernen eller på akkretionsdisken. Fremtidige observationer fra den udvidede Very Large Array (E-VLA) og Atacama Large Millimeter Array (ALMA) kan muligvis skelne mellem konkurrerende hypoteser. Holdet planlægger at kigge efter andre fingeraftryk af magnetiske felter omkring kilde I.
”Vores to-årige film er lige begyndelsen,” sagde Smithsonian astronom og co-rektor-efterforsker Elizabeth Humphreys.
Kilde: Harvard Smithsonian
