Mysterieuze stofwolk in verschillende golflengten. Afbeelding tegoed: CfA. Klik om te vergroten.
In een oefening die de kracht van een onderzoek met meerdere golflengten met behulp van diverse faciliteiten aantoont, hebben astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) de ware aard van een mysterieus object dat zich in een donkere kosmische wolk verbergt, ontcijferd. Ze ontdekten dat de wolk, waarvan ooit werd gedacht dat hij zonder kenmerken was, een babyster bevat, of mogelijk een mislukte ster die bekend staat als een 'bruine dwerg', die zich nog steeds vormt in zijn stoffige cocon.
Waarnemingen geven aan dat het mysterie-object ongeveer 25 keer zo groot is als die van Jupiter, wat het vierkant in het rijk van bruine dwergen zou plaatsen. De massa kan echter uiteindelijk groot genoeg worden om hem als een kleine ster te kwalificeren. Het object is ook koel en vaag en schijnt met minder dan 1/20 van de helderheid van de zon.
"Dit object is de runt van de stervormingsfamilie", zei CfA-astronoom Tyler Bourke.
Het vaststellen van de ware aard van het object vereiste de unieke mogelijkheden van de Submillimeter Array (SMA) in Hawaï. 'De SMA zag wat geen enkele schoteltelescoop kon zien', zei Bourke.
Met behulp van de SMA ontdekten wetenschappers een zwakke uitstroom van materiaal voorspeld door stervormingstheorieën. Die uitstroom - 10 keer kleiner in massa dan ooit tevoren - bevestigde zowel de lage massa van het object als de associatie met de omringende donkere wolk. "De gevoeligheid en resolutie van de Submillimeter Array met zijn meerdere antennes waren cruciaal bij het detecteren van de uitstroom", zegt Bourke.
Het raadselachtige object werd ontdekt met behulp van een door Smithsonian ontwikkelde infraroodcamera aan boord van NASA's Spitzer Space Telescope. Spitzer bestudeerde de stoffige kosmische wolk genaamd L1014 als onderdeel van het Cores to Disks Legacy-programma. Een kern is het dichtste gebied van een wolk, groot genoeg om een ster als de zon te maken.
L1014, gelegen op ongeveer 600 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cygnus de Zwaan, werd aanvankelijk geclassificeerd als een "sterloze kern" omdat er geen bewijs was voor stervorming. Astronomen waren verrast toen Spitzer-beelden een zwakke infraroodlichtbron onthulden die zich in de kern leek te bevinden.
Aanvullende gegevens waren nodig om te bevestigen dat het zwakke object rechtstreeks verband hield met de donkere kern, in plaats van dat het een toevallige superpositie was van een verder weg gelegen, meer alledaags achtergrondobject.
Bijna-infraroodwaarnemingen door de MMT-sterrenwacht in Arizona onthulden een verstrooide lichtnevel rond het zwakke centrale object in L1014. "Licht van het object kaatst omringend stof naar ons toe", zei CfA-astronoom Tracy Huard, die de MMT-beelden maakte. "Dergelijke nevels van reflectie is een vingerafdruk van een ingebed object."
De schijnbare grootte van de nevels duidde erop dat de lichtbron zich waarschijnlijk in L1014 bevond en niet in een verder weg gelegen wolk. MMT-gegevens gaven onderzoekers ook de oriëntatie in de ruimte, of kanteling, van het object binnen L1014. Astronomen wendden zich vervolgens tot de SMA voor definitieve bevestiging.
“De Spitzer-waarnemingen gaven ons hints over de aard van het object in L1014. De MMT versterkte de associatie tussen de infraroodbron en de sterloze kern. De Submillimeter Array pakte de zaak vast en onthulde de ware identiteit van dit object, 'zei Bourke.
Door zwakke, jonge objecten te bestuderen, zoals die zich nog in L1014 vormen, hopen astronomen meer te leren over de vroege stadia van stervorming.
"Het meest ongrijpbare deel van stervorming is het moment van geboorte", zegt CfA-astronoom Phil Myers. “Om te beantwoorden hoe het gebeurt, heb je voorbeelden nodig van hele jonge systemen. Dit systeem is slechts ongeveer 10.000 tot 100.000 jaar oud - een baby voor zover sterren of bruine dwergen gaan. '
De gecombineerde mogelijkheden van Spitzer, de SMA en de MMT waren essentieel voor het vinden en onderzoeken van dit object. Die faciliteiten zullen ongetwijfeld nuttig zijn bij het bestuderen van vergelijkbare zeer zwakke, zeer jonge objecten - objecten die zo jong zijn dat ze nog groeien. "Ze zijn zo jong en zwak dat we niet kunnen zeggen hoeveel massa ze zullen verzamelen", voegde Myers toe. 'Er is geen prenatale test voor deze objecten. We weten niet precies wat we uiteindelijk zullen krijgen! "
Een paper van Tyler L. Bourke et al. over de SMA-waarnemingen zal in een aankomend nummer van The Astrophysical Journal Letters worden gepubliceerd en is online beschikbaar op http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509865.
Een tweede artikel van Tracy L. Huard et al. over de MMT-waarnemingen zal worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal en is online beschikbaar op http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509302.
Het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), met hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts, is een gezamenlijke samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory. CfA-wetenschappers, georganiseerd in zes onderzoeksdivisies, bestuderen de oorsprong, evolutie en het uiteindelijke lot van het universum.
Oorspronkelijke bron: CfA News Release
