ALMAs Karte der Orion-Streamer. , J. Bally/H. Drass et al.) (SEELE (ESO/NAOJ/NRAO) In einer Sternentstehungswolke wurde Material entdeckt, das vom Ort einer Sternexplosion wegbeschleunigt.
Es ist zwar erst das zweite Mal, dass molekulare Ausflüsse dieser Art klar beobachtet wurden, aber es könnte den Astronomen helfen, zu verstehen, wie die massereichsten Sterne ihren Anfang im Leben nehmen.
In den 1980er Jahren entdeckten Astronomen etwas Merkwürdiges im Sternentstehungsnebel Orion: Strahlen aus dichtem molekularem Gas, die sich mit hoher Geschwindigkeit durch den Weltraum bewegen. Als diese Streamer kartiert wurden, schienen sie von einem einzigen Punkt zu stammen.
Seitdem wurden in vielen Sternentstehungsregionen molekulare Ausflüsse entdeckt. Es wird angenommen, dass sie eine wichtige Rolle bei der Bildung massearmer Sterne spielen, indem sie den überschüssigen Drehimpuls abtransportieren, der andernfalls dazu führen würde, dass junge Sterne in Vergessenheit geraten.
Der Orion-Ausfluss war jedoch einzigartig. Molekulare Ausflüsse in massearmen Sternen sind bipolar; das heißt, es gibt nur zwei von ihnen, die in entgegengesetzte Richtungen schießen. Die Ausflüsse im Orion waren viel zahlreicher … und sie wurden auch in einer Region gefunden, in der sich viel massereichere Sterne – mehr als das Zehnfache der Sonnenmasse – bilden.
Kombiniertes Röntgen-, Radio- und optisches Bild von W28, dem übergeordneten Komplex der Region. ( NASA/ROSAT; NOAO/CTIO/P.F. Winkler et al; NSF/NRAO/VLA/G. Dubner et al. )
Nun wissen wir nicht so viel über die Entstehung massereicher Sterne wie über die kleineren. Massive Sternentstehungszentren sind seltener und tendenziell weiter entfernt, wodurch sie schwerer zu erkennen sind. Daher dachten Astronomen, dass die Orion-Ausflüsse vielleicht einige Hinweise liefern könnten.
Doch an der Quelle der Ausflüsse befand sich nichts – kein kleiner, massereicher Stern. Dies könnte mehrere explosive Szenarien implizieren, beispielsweise eine Verschmelzung zweier massereicher Babysterne oder die Freisetzung von Gravitationsenergie durch die Bildung eines nahegelegenen massereichen Doppelsterns. Aber mit nur einer Beobachtung dieser Art ist es schwierig, eine eindeutige Entscheidung zu treffen.
Um mehr über dieses Phänomen zu erfahren, beschloss ein Team von Astronomen unter der Leitung von Luis Zapata von der Nationalen Autonomen Universität Mexiko, eines unserer leistungsstärksten Radioteleskope, das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( SEELE ), in einer bekannten massereichen Sternentstehungsstätte.
Falschfarbenbild von W28. ( NRAO/AUI/NSF und Brogan et al. )
G5,89−0,39 , auch bekannt als W28 A2, ist etwa 9.752 Lichtjahre entfernt. Es enthält eine helle, sich ausdehnende, schalenartige, ultrakompakte Wasserstoffwolke und starke molekulare Ausflüsse. Zapata und sein Team hatten zuvor festgestellt, dass sechs dieser Filamente direkt auf die Mitte der Wasserstoffwolke zu zeigen schienen, ihre Ergebnisse waren jedoch nicht schlüssig.
ALMA hat diese Unklarheit sofort beseitigt. Es entdeckte dichte Streamer basierend auf der Millimeterwellenlängenemission von Kohlendioxid und Siliziummonoxid.
(Zapata et al., ApJL, 2020)
Die Astronomen konnten 34 molekulare Streamer identifizieren, die radial vom Herzen der Wolke wegzoomen und nach außen beschleunigten. Aufgrund ihrer Geschwindigkeiten von bis zu 130 Kilometern pro Sekunde sind die Ausflüsse etwa 1.000 Jahre alt; Welche Explosion sie auch immer hervorgebracht hat, ereignete sich vor etwa einem Jahrtausend.
Sie sind nicht so stark wie die Ausflüsse, die man von einer Supernova-Explosion erwarten würde, die auftritt, wenn ein massereicher Stern stirbt. Darüber hinaus befand sich, wie auch im Fall des Orion zu sehen war, kein Stern im Zentrum – sondern nur eine Region aus ionisiertem Gas, möglicherweise das Ergebnis der Erwärmung während eines Explosionsereignisses.
Wenn es einen Stern (oder mehrere Sterne) gegeben hätte, der mit dem Ereignis in Zusammenhang stand, das die Ausflüsse verursachte, hätte er aus der Region ausgeschleudert werden können.
Da massereiche Sterne immer in Clustern entstehen, sind solche Wechselwirkungen möglicherweise recht häufig, was wiederum Aufschluss über die Entstehung massereicher Sterne geben könnte. Wenn zwei Protosterne verschmelzen würden, wären sie wahrscheinlich zu einem viel größeren Stern geworden.
Basierend auf den Orion-Ausflüssen, den G5.89-Ausflüssen und der marginalen Entdeckung dessen, was ähnlich sein könnte Abflüsse in einer Sternentstehungsregion, bekannt als DR-21 Das Team schätzt, dass diese Ereignisse etwa alle 130 Jahre auftreten. Das kommt der geschätzten Rate von Supernova-Explosionen sehr nahe.
Die Unvorhersehbarkeit dieser Ereignisse und die kurze Dauer der Abflussphase machen es möglicherweise ziemlich schwer, sie zu finden; Aber jetzt, da wir wissen, wonach und wie wir suchen müssen, können Astronomen möglicherweise einen Katalog dieser Art von Ereignissen erstellen. Das wiederum hilft uns zu verstehen, warum sie auftreten.
„Wenn in Zukunft genügend dieser Ausflüsse nachgewiesen werden können, könnte die Verschmelzung von Sternhaufen ein wichtiger Entstehungsmechanismus massereicher Sterne sein.“ sagte Schuh .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe .