Støv er overalt i verdensrommet, men de gjennomgripende tingene er en ting astronomene vet lite om. "Vi vet ikke bare hva tingene er, men vi vet ikke hvor det lages eller hvordan det kommer ut i verdensrommet," sa Donald York, professor ved University of Chicago. Men nå har York og en gruppe samarbeidspartnere observert et dobbeltstjernersystem, HD 44179, som kan skape en støvfontene. Funnet har omfattende implikasjoner, fordi støv er kritisk for vitenskapelige teorier om hvordan stjerner dannes.
Dobbeltstjernersystemet ligger innenfor det astronomene kaller Røde rektangel, en tåke full av gass og støv som ligger omtrent 2300 lysår fra Jorden.
En av dobbeltstjernene er en post-asymptotisk gigantisk gren (post-AGB) -stjerne, en type stjerne astronomer anser som en sannsynlig kilde til støv. Disse stjernene, i motsetning til solen, har allerede brent alt hydrogenet i kjernene og har kollapset og brent et nytt drivstoff, helium.
Under overgangen mellom brennende hydrogen og helium, som foregår over titusenvis av år, mister disse stjernene et ytre lag av atmosfæren. Det kan dannes støv i dette kjølesjiktet, som strålingstrykk fra stjernens indre skyver ut støvet bort fra stjernen, sammen med en god mengde gass.
I dobbeltstjernersystemer kan det dannes en plate med materiale fra stjernen etter AGB rundt den andre mindre, saktere utviklende stjernen. "Når det dannes disker i astronomi, danner de ofte jetfly som blåser deler av materialet ut av det originale systemet, og fordeler materialet i verdensrommet," forklarte York.
"Hvis en sky av gass og støv kollapser under sin egen tyngdekraft, blir den umiddelbart varmere og begynner å fordampe," sa York. Noe, muligens støv, må umiddelbart avkjøle skyen for å forhindre at den blir oppvarmet på nytt.
Den gigantiske stjernen som sitter i det røde rektangelet, er blant de som er altfor varme til å tillate støvkondens i omgivelsene. Og likevel omkranser en gigantisk ring med støvete gass.
Witt's team gjorde omtrent 15 timer med observasjoner på dobbeltstjernen over en syvårsperiode med det 3,5 meter store teleskopet ved Apache Point Observatory i New Mexico. "Våre observasjoner har vist at det mest sannsynlig er tyngde- eller tidevannsinteraksjonen mellom vår røde rektangel-gigantstjerne og en nær sollignende ledsagerstjerne som får materiale til å forlate konvolutten til giganten," sa samarbeidspartner Adolph Witt, fra University of Toledo.
Noe av dette materialet havner på en disk med akkumulerende støv som omgir den mindre følgesvennstjernen. Gradvis, over en periode på omtrent 500 år, spiraler materialet til den mindre stjernen.
Rett før dette skjer, kaster den mindre stjernen ut en liten brøkdel av det akkumulerte stoffet i motsatte retninger via to gassformige jetfly, kalt "bipolare jetfly."
Andre mengder av saken trukket fra konvolutten til giganten ender opp på en disk som kjører begge stjernene, der den avkjøles. "De tunge elementene som jern, nikkel, silisium, kalsium og karbon kondenserer ut i faste korn, som vi ser på som interstellært støv, når de først forlater systemet," forklarte Witt.
Kosmisk støvproduksjon har fjernet teleskopdeteksjon fordi den bare varer i kanskje 10.000 år - en kort periode i en stjerners levetid. Astronomer har observert andre gjenstander som ligner på det røde rektangelet i jordens nabolag av Melkeveien. Dette tyder på at prosessen som Witt's team har observert er ganske vanlig når det blir sett over galaksens levetid.
"Prosesser som ligner det vi observerer i den røde rektangelnevelen, har kanskje skjedd hundrevis av millioner ganger siden dannelsen av Melkeveien," sa Witt, som slo seg sammen med mangeårige venner i Chicago for studien.
Teamet hadde satt seg for å oppnå et relativt beskjedent mål: finne Røde rektangels kilde til fjern ultrafiolett stråling. Det røde rektanglet viser flere fenomener som krever fjern ultrafiolett stråling som strømkilde. “Problemet er at den veldig lysende sentralstjernen i det røde rektanglet ikke er varmt nok til å produsere den nødvendige UV-strålingen,” sa Witt, så han og kollegene siktet ut for å finne den.
Det viste seg at ingen av stjernene i det binære systemet er kilden til UV-stråling, men snarere det varme, indre området av disken som virvler rundt sekundæret, som når temperaturer nær 20.000 grader. Observasjonene deres, sa Witt, "har vært mye mer produktive enn vi kunne forestilt oss i våre villeste drømmer."
Kilde: University of Chicago
