En kunstners illustration af en omskiftelig disk omkring en massiv stjerne. Billedkredit: NAOJ Klik for større billede
En international gruppe af astronomer har brugt Coronagraphic Imager til Adaptive Optics (CIAO) på Subaru-teleskopet i Hawai'i for at få meget skarpe nærinfrarøde polariserede lysbilleder af fødestedet til en massiv protostjerne kendt som Becklin-Neugebauer (BN) objekt i en afstand af 1500 lysår fra solen. Gruppens billeder førte til opdagelsen af en disk omkring denne nydannende stjerne. Denne konstatering, der er beskrevet detaljeret i 1. september-udgaven af Nature, uddyber vores forståelse af, hvordan massive stjerner dannes.
Forskningsgruppen, der inkluderer astronomer fra Purple Mountain Observatory, Kina, Japanske astronomiske observatorier og University of Hertfordshire, UK, udforskede regionen tæt på Becklin-Neugebauer-objektet og analyserede, hvordan infrarødt lys påvirkes af støv. For at gøre dette tog de et billede af polariseret lys af objektet i en bølgelængde på 1,6 mikrometer (H-båndet med infrarødt lys). Billeder af objektets lysstyrke viser bare en cirkulær fordeling af lys. Imidlertid viser et billede af lysets polarisering en sommerfuglform, der afslører detaljer, der ikke kan påvises ved kun at se på lysstyrkefordelingen. For at forstå miljøet omkring stjernen og hvad sommerfuglformen indebærer, skabte astronomerne en computermodel til sammenligning sammen med et skematisk over sterdannelse. Disse modeller viser, at sommerfuglformen er underskriften på en disk og en udstrømningsstruktur nær den nyfødte stjerne.
Denne opdagelse er det mest konkrete bevis for en disk omkring en massiv ung stjerne og viser, at massive stjerner som BN-objektet (som er cirka syv gange solens masse) danner samme måde som stjerner med lavere masse som Solen.
Der er to hovedteorier til at forklare dannelsen af massive stjerner. Den første angiver, at massive stjerner er resultatet af fusioner af flere stjerner med lav masse. Den anden siger, at de er dannet gennem tyngdepunktkollaps og massetiltrædelse inden i omskifterskiver. Stjerner med lavere masse som Solen er sandsynligvis dannet gennem den anden metode. Teorien om sammenbrud-akkretion antager, at et system har en stjerne, der er forbundet med en bipolær udstrømning, en cirkumstellarisk disk og en konvolut, mens fusionsteorien ikke gør det. Tilstedeværelsen eller fraværet af sådanne strukturer kan skelne mellem de to formationsscenarier.
Indtil for nylig har der været ringe direkte observationsbevis til støtte for nogen af teorierne om massiv stjerne dannelse. Dette skyldes, at i modsætning til stjerner med lavere masse er nydannende massive stjerner så sjældne og så langt væk fra os, at de har været vanskelige at observere. Store teleskoper og adaptiv optik, der i høj grad forbedrer billedets skarphed, gør det nu muligt at observere disse objekter med enestående klarhed. Infrarød polarimetri i høj opløsning er et særligt kraftfuldt værktøj til at undersøge miljøet, der er skjult bag en massiv stjernes lyse glød.
Polarisering - retningen, som lysbølger svinger i, når de strømmer væk fra et objekt - er et vigtigt træk ved stråling. Sollys har ikke en foretrukken svingningsretning, men kan blive polariseret, når den spredes af Jordens atmosfære, eller efter refleksion fra vandoverfladen. En lignende handling forekommer i en omskyggelig sky omkring en nyfødt stjerne. Stjernen lyser op i omgivelserne - den omkringliggende skive, konvolutten og hulrumsvæggene dannet af udstrømningsstrømmene. Lyset kan bevæge sig frit inden i hulrummet og derefter reflektere fra dets vægge. Dette reflekterede lys bliver meget polariseret. I modsætning hertil er disken og konvolutten relativt uigennemsigtige for lys. Dette reducerer polariseringen af lys, der kommer fra disse regioner.
Gruppens succes med at opdage bevis for en disk og udstrømning omkring BN-objektet gennem højopløselig infrarød polarimetri antyder, at den samme teknik kan anvendes til andre dannende stjerner. Dette ville give astronomer mulighed for at få en omfattende observationsbeskrivelse af dannelsen af massive stjerner større end ti gange solens masse.
Original kilde: NAOJ News Release
