Een tweejarige blik op "proplyds" of protoplanetaire schijven in het sterrenbeeld Orion heeft astronomen voorzien van een nieuwe time-lapse-film met hoge resolutie die het proces onthult van hoe een massieve stervorm ontstaat. De geboorte van de grootste sterren was gedeeltelijk mysterieus, omdat massieve sterren zeldzaam zijn en de neiging hebben hun jeugd door te brengen in stof en gas, waardoor ze niet meer te zien zijn. "We weten hoe deze sterren sterven, maar niet hoe ze worden geboren", zegt Lincoln Greenhill, een hoofdonderzoeker van het team dat radiobeelden duizend keer scherper en gedetailleerder gebruikt dan ooit tevoren.
Met behulp van de Very Long Baseline Array (VLBA) als een krachtige 'zoomlens, bestudeerden astronomen een enorme jonge protoster genaamd Source I (uitgesproken als' oog ') in Orion. De jeugdige cluster kan niet worden gezien met traditionele telescopen vanwege het omringende gas en stof, maar deze nieuwe look laat zien dat massieve sterren zich vormen als hun kleinere broers en zussen, waarbij schijfacretie en magnetische velden een cruciale rol spelen.
Het team observeerde Bron I gedurende twee jaar met maandelijkse tussenpozen en verzamelde de individuele beelden vervolgens in een time-lapse-film. Klik hier om de film te bekijken.
De VLBA detecteerde duizenden wolken van siliciummonoxidegas, masers genoemd - van nature voorkomende laserachtige bakens die vaak worden geassocieerd met stervorming. Sommige masers waren zo dicht bij de protoster als Jupiter bij onze zon, wat ook een record is. Veel van de masers bestonden lang genoeg om hun bewegingen langs de hemel en langs onze gezichtslijn te volgen, wat hun 3D-bewegingen door de ruimte opleverde.
"Bron I is de rijkste bron van masers in de Melkweg die we kennen", zegt Lynn Matthews, hoofdauteur van het nieuwe werk, die nu onderzoeker is bij het MIT Haystack Observatory. "Zonder de masers zouden we de gasbewegingen niet zo gedetailleerd kunnen volgen zo dicht bij deze massieve ster, en zouden we relatief blind zijn voor de vorming ervan."
"In de astronomie zie je zelden veranderingen in de loop van een mensenleven. Met deze nieuwe film kunnen we veranderingen in slechts een paar maanden zien als gasklontjes rond deze jonge protoster zwermen, ”voegde Smithsonian astronoom en co-auteur Ciriaco Goddi toe.
De resulterende film vertoont tekenen van een roterende accretieschijf, waarbij gas steeds dichter naar de protoster in het midden wervelt. Het toont ook materiaal dat loodrecht op de schijf naar buiten stroomt in twee grote V's - eigenlijk de randen van kegelvormige gasstromen. Dergelijke uitstroom bevordert de vorming van sterren door het impulsmoment weg te voeren van het systeem.
Intrigerend genoeg lijken de uitstroomstromen te krommen wanneer ze de schijf verlaten. "Het buigpad van deze masers levert het belangrijkste bewijs dat magnetische velden de gasbewegingen zeer dicht bij de protostar kunnen beïnvloeden", zei Claire Chandler van NRAO, een co-principal onderzoeker van de studie.
Magnetische veldlijnen zijn bekend van hun effect op ijzervijlsel dat rond een staafmagneet is gestrooid, waarbij de lussen zich uitstrekken van de ene pool van de magneet naar de andere. In het geval van Source I en andere enorme protosterren, kunnen magnetische veldlijnen zich naar buiten uitstrekken in de ruimte, verpakt in een helix die veel lijkt op Twizzlers snoep. Langs die veldlijnen stroomt uitstromend gas.
"Magnetische velden zouden zwak en onbelangrijk zijn voor het geboorteproces van zware sterren", zegt Matthews. 'Maar masers zouden niet langs zachte bogen reizen tenzij ze een soort kracht ervaren - waarschijnlijk een magnetische kracht.'
De gegevens laten niet zien of het magnetische veld in de ster of in de accretieschijf ontstaat. Toekomstige observaties door de Expanded Very Large Array (E-VLA) en de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) kunnen mogelijk onderscheid maken tussen concurrerende hypothesen. Het team is van plan op zoek te gaan naar andere vingerafdrukken van magnetische velden rond Bron I.
'Onze tweejarige film is nog maar het begin', zegt de Smithsonian-astronoom en mede-hoofdonderzoeker Elizabeth Humphreys.
Bron: Harvard Smithsonian
