Der sker noget underligt inde i en nærliggende stjerneklinik. En embryonestjerne afgiver en sund glød i røntgenstråler. Som et frygtsomt barn er den udviklende stjerne (protostar) alt for ung til den slags opførsel.
Nye stjerner fødes, når en sky af støv og gas i det interstellare rum kollapser under sin egen tyngdekraft, eller sådan troede vi. Denne underlige opførsel af denne protostar afslører, at noget andet kan hjælpe tyngdekraften forvandle en masse gas og støv til en stjerne.
Videnskabsmænd har gennemboret gennem en støvede stjerneskole for at fange den tidligste og mest detaljerede opfattelse af en kollapsende gassky, der forvandles til en stjerne, analog med en babys første ultralyd.
Observationen, der først og fremmest blev udført med Det Europæiske Rumorganisations XMM-Newton-observatorium, antyder, at en eller anden urealiseret, energisk proces - sandsynligvis relateret til magnetiske felter - overopheder overfladen på skykerne og skubber skyen stadig tættere på at blive en stjerne.
Observationen markerer den første klare detektion af røntgenstråler fra en begynnende, men frigid forløber til en stjerne, kaldet en klasse 0-protostar, langt tidligere i en stjerneudvikling, end de fleste eksperter på dette felt troede muligt. Røntgenstråler produceres i rummet ved processer, der frigiver en masse energi og varme. Overraskelsesdetekteringen af røntgenstråler fra en sådan kold genstand afslører, at stof falder mod protostarkernen 10 gange hurtigere end forventet af tyngdekraften alene.
”Vi ser stjernedannelse på dets embryonale fase,” sagde Dr. Kenji Hamaguchi, en NASA-finansieret forsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, MD, hovedforfatter til en rapport i The Astrophysical Journal. ”Tidligere observationer har fanget formen af sådanne gasskyer, men har aldrig været i stand til at kigge inde. Påvisning af røntgenstråler så tidligt indikerer, at tyngdekraften alene ikke er den eneste kraft, der former unge stjerner. ”
Støttende data kom fra NASAs Chandra røntgenobservatorium, Japans Subaru-teleskop på Hawaii og University of Hawaii 88-tommers teleskop.
Hamaguchis team opdagede røntgenstråler fra en klasse 0-protostar i R Corona Australis-stjernedannende region, omkring 500 lysår fra Jorden.
Klasse 0 er den yngste klasse af protostellar genstande, ca. 10.000 til 100.000 år ind i assimilationsprocessen. Skyetemperaturen er omkring 400 grader under nul Fahrenheit (minus 240 Celsius). Efter et par millioner år antændes nuklear fusion i midten af den kollapsende protostellare sky, og der dannes en ny stjerne.
Holdet spekulerer i, at magnetfelter i den roterende protostar-kerne accelererer infalling stof til høje hastigheder, hvilket producerer høje temperaturer og røntgenstråler i processen. Disse røntgenstråler kan trænge ind i det støvede område for at afsløre kernen.
”Dette er ikke et let fald af gas,” sagde Dr. Michael Corcoran fra NASA Goddard, en medforfatter til rapporten. ”Røntgenemissionen viser, at kræfter ser ud til at fremskynde stof til høje hastigheder, der opvarmer områder af denne kolde gassky til 100 millioner grader Fahrenheit. Røntgenstråling fra kernen giver os et vindue til at undersøge de skjulte processer, hvor kolde gasskyer kollapser til stjerner. ”
Hamaguchi sammenlignede generationen af røntgenstråler i klasse 0-protostaren med det, der sker under solbrændere på vores sol. Soloverfladen har masser af magnetiske løkker, som undertiden sammenfiltreres og frigiver store mængder energi. Denne energi kan accelerere elektrisk ladede partikler (elektroner og ioniserede atomer) til hastigheder på 7 millioner miles i timen. Partiklerne smadrer mod soloverfladen og skaber røntgenstråler. Tilsvarende sammenfiltrede magnetiske felter kan være ansvarlige for røntgenstråler observeret af Hamaguchi og hans samarbejdspartnere.
Påvisningen af magnetiske felter fra en ekstremt ung klasse 0-protostar giver et afgørende led i forståelsen af stjernedannelsesprocessen, fordi magnetfeltsløjfer menes at spille en kritisk rolle i at moderere skyens sammenbrud. Kun elektrisk ladede partikler, kaldet ioner, reagerer på magnetiske felter. Forskerne er ikke sikre på, hvor magnetfelterne eller ioner kommer fra. Imidlertid vil røntgenstråler ionisere atomer, hvilket skaber flere ioner, der skal accelereres gennem magnetisk aktivitet og skaber flere røntgenstråler.
Holdet brugte XMM-Newton til sin kraftfulde lysopsamlingsevne, som er nødvendig til denne type observationer, hvor så få røntgenstråler trænger ind i det støvede område, og den udsøgte opløsningsstyrke fra Chandra til at præcisere røntgenkildens position. Holdet brugte det infrarøde Subaru-teleskop til at bestemme protostarens alder.
"Alderen er baseret på et veletableret spektratkort eller karakteristika for det infrarøde lys, når protostaren udvikler sig i løbet af en million år," sagde Ko Nedachi, en doktorand ved universitetet i Tokyo, der ledede Subaru observation.
Videnskabsteamet inkluderer også Dr. Rob Petre og Nicholas White fra NASA Goddard, Dr. Beate Stelzer fra Astronomy Observatory i Palermo, Italien og Dr. Naoto Kobayashi fra University of Tokyo. Kenji Hamaguchi finansieres gennem det nationale forskningsråd; Michael Corcoran er finansieret af Universiteter Space Research Association.
Original kilde: NASA News Release
