Orion-tågen er en af de mest observerede og fotograferede objekter på nattehimlen. I en afstand af 1350 lysår væk er det den nærmeste aktive stjernedannende region til Jorden.
Denne diffuse tåge kaldes også M42 og er blevet studeret intenst af astronomer i mange år. Fra det har astronomer lært meget om stjernedannelse, dannelse af planetarisk system og andre berggrundstemaer inden for astronomi og astrofysik. Nu er der foretaget en ny opdagelse, der går imod kornet fra den etablerede teori: stjernevind fra nyligt dannede massive stjerner kan forhindre andre stjerner i at danne sig i deres nærhed. De spiller også en meget større rolle i stjernedannelse og i galakseudvikling end tidligere antaget.
Orion-tågen er temmelig let at se. Hvis du kan se Orion-stjernebilledet, ser du på tågen uden virkelig at prøve. Afhængig af hvor du bor, kan du bruge kikkert eller et lille teleskop for at se det. Gennem et teleskop ligner det en grå, pisket sky.
Men mere kraftfulde instrumenter afslører al kompleksiteten inde i tågen. Det er et godt eksempel på en stjernegård, et sted, hvor unge stjerner fødes i en sky af gas kaldet en molekylær sky. Omkring disse unge stjerner er unge protoplanetære diske, steder hvor planeter som vores muligvis danner lige nu.
Når disse unge stjerner fødes og brister i fusion, udviser de en stjernevind. Denne nye undersøgelse viser, at denne stjernevind spiller en større rolle end tidligere antaget.
Undersøgelsen offentliggøres i tidsskriftet Nature og ledes af Cornelia Pabst, ph.d. studerende ved University of Leiden i Holland og hovedforfatter på papiret. I papiret beskriver forfatterne, hvordan nyligt dannede stjerner hæmmer dannelsen af andre stjerner i en proces, der kaldes "stjernernes feedback."
Nuværende tankegang siger, at supernovaer kan dominere den stjernedannende proces. Massive supernovaeksplosioner sender kraftige chokbølger gennem molekylære skyer, og dette skaber tætte koncentrationer af gas, som derefter fortsætter med at danne stjerner. Selvom det forbliver sandt, ser det ud til, at stjernernes feedback fra nye stjerner også kan forme processen.
Forskningen er baseret på arbejdet i NASAs stratosfæriske observatorium for infrarød astronomi (SOFIA.) SOFIA er et flyvende observatorium i et tilpasset Boeing 747. SOFIA har et tysk instrument ombord kaldet GREAT eller tysk modtager for astronomi på Terahertz Frequences.
Orion-tågen er et objekt med stor astronomisk skønhed, men den skønhed er det, der gør det svært at se ind i. Disse gasskyer, der ser så flyktige og smukke ud, gør underlige ting for lys. STORE lod astronomer se sig inde i Orion-tågen med øget klarhed og i detaljer observere den nydannede stjerne Theta1 Orionis C (01 Ori C).
Hvad de fandt, er, at den stellare vind fra 01 Ori C skærer en boble omkring sig selv og i det væsentlige blæser al gas væk fra sig selv og forhindrer, at nye stjerner dannes.
”Astronomer bruger STORE som en politibetjent bruger en radarpistol.”
Alexander Tielens, Leiden observatorium, seniorforsker på papiret.
”Vinden er ansvarlig for at sprænge en enorm boble omkring de centrale stjerner,” forklarede Pabst. ”Det forstyrrer nattskyen og forhindrer fødslen af nye stjerner.”
Fordi SOFIA gør sin videnskab fra højden, flyver den over 99% af vanddampen i Jordens atmosfære. Det kombineret med følsomheden af det STORE instrument gør det til et magtfuldt nar for at kigge på 01 Ori C. Holdet bag papiret kombinerede STORE data med data fra Herschel og Spitzer rumobservatorier for at få deres resultater.
De var i stand til at bestemme hastigheden af den gas, der skaber boblen, og for at spore dens vækst og oprindelse. ”Astronomer bruger STORE som en politibetjent bruger en radarpistol,” forklarede Alexander Tielens, en astronom ved Leiden Observatorium og en seniorforsker på papiret. "Radaren spretter fra din bil, og signalet fortæller officeren, hvis du er i fart."
Processen kaldes ”stellar feedback” på grund af den måde, boblen interagerer med gassen omkring den. Som billedet ovenfor viser, forlader vinden (sorte pile) stjernen i alle retninger. Men når det rammer den tætte OMC-1-region til højre for billedet, er der pushback fra andre unge stjerner, der er mærket BN / KL på grafikken. Dette skaber den lodrette søjle med rødgrå pile, der repræsenterer de kombinerede bobler fra 01 Ori C'er og BN / KL boblerne.
Når disse stjernevind fodrer tilbage på hinanden, former de det interstellare medium (ISM) og eventuelle molekylære skyer i nærheden. Dette skaber lokaliserede områder, der enten tilskynder eller afskrækker mere stjernedannelse.
"Stjæl vind fra massive stjerner af O-type er meget effektive til at forstyrre molekylære kerner og stjernedannelse."
Fra konklusionen af papiret “Forstyrrelse af Orion molekylære kerne 1 af vinden fra den massive stjerne?1 Orionis C. ”
Selve boblen er enorm. Det er en halv shell med 4 parsec-diameter. Inden for dette område er det ikke muligt at stjerne dannelse, fordi al gas er blevet tvunget ud. Men på kanten af den boble er gas mere tæt. I de tættere regioner er stjernedannelse mere sandsynligt. Det ligner den måde, chokbølger fra en supernova skaber områder med tæt gas, hvilket fører til øget stjernedannelse.
01 Orionis C's boble er inde i en meget større boble kaldet Orion-Eridanus Superbubble, lavet af overlappende supernovarester. Til sidst vil den lille boble bryde ud og udlufte sin gas i suveren. Om nogle millioner af år vil en anden supernova eksplodere og transportere materialet fra 01 Orionis C's boble ind i væggen i superbubben. Den mur af gas, der udgør kanterne af superbubben, bliver mere tæt og vil sandsynligvis føre til mere stjernedannelse. Så selvom det kan se ud som supernovaen spillede en mere direkte rolle i stjernedannelse, vil boblen fra den unge stjerne allerede have spillet sin rolle.
Som konklusionen af papiret siger, “Stjæl vind fra massive stjerner af O-type er meget effektive til at forstyrre molekylære kerner og stjernedannelse. Fordi energiinput fra stjernevind domineres af de mest massive stjerner i en klynge, hvorimod den fra supernovaer domineres af de flere B-type stjerner, har overvejelsen af forstyrrelser forårsaget af stjernevind direkte indflydelse på kosmologiske simuleringer. ”
Dette er kun et eksempel på den stellar feedbackproces. Som papiret siger: ”Her har vi analyseret et specifikt tilfælde af interaktion mellem en vind fra en massiv stjerne og dens miljø; om vores konklusioner finder anvendelse mere generelt, skal stadig vurderes. ”
Kilder:
- NASA Pressemeddelelse: Løftning af slør ved stjernedannelse i Orion-tågen
- Forskningsartikel: Forstyrrelse af Orion molekylære kerne 1 af vinden fra den massive stjerne?1 Orionis C
- SOFIA
