Noe rart skjer inne i en nærliggende stjernebarnehage. En embryonstjerne gir fra seg en sunn glød i røntgenstråler. Som et friskt barn er den utviklende stjernen (protostar) altfor ung for den slags oppførsel.
Nye stjerner blir født når en sky av støv og gass i det interstellare rommet kollapser under sin egen tyngdekraft, eller slik trodde vi. Denne merkelige oppførselen til denne protostaren avslører at noe annet kan hjelpe gravitasjon til å gjøre en haug med gass og støv til en stjerne.
Forskere har stukket gjennom et støvete stjerneskole for å fange den tidligste og mest detaljerte utsikten over en kollapsende gasssky som blir til en stjerne, analog med babyens første ultralyd.
Observasjonen, som først og fremst ble gjort med Det europeiske romfartsorganets XMM-Newton-observatorium, antyder at en eller annen urealisert, energisk prosess - sannsynligvis relatert til magnetfelt - overoppheter overflaten til skykjernen, og skyver skyen stadig nærmere å bli en stjerne.
Observasjonen markerer den første tydelige påvisningen av røntgenstråler fra en begynnende, men frigid forløper til en stjerne, kalt en klasse 0-protostar, langt tidligere i en stjerneutvikling enn de fleste eksperter på dette feltet trodde var mulig. Røntgenbilder produseres i rommet av prosesser som frigjør mye energi og varme. Overraskelsesdeteksjonen av røntgenstråler fra en så kald gjenstand avslører at materie faller mot protostarkjernen 10 ganger raskere enn forventet av tyngdekraften alene.
"Vi ser stjernedannelse på det embryonale stadiet," sier Dr. Kenji Hamaguchi, en NASA-finansiert forsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Hovedforfatter på en rapport i The Astrophysical Journal. Tidligere observasjoner har fanget formen på slike gassskyer, men har aldri vært i stand til å kikke seg inne. Oppdagelsen av røntgenstråler så tidlig indikerer at tyngdekraften alene ikke er den eneste kraften som former unge stjerner. ”
Støttende data kom fra NASAs Chandra røntgenobservatorium, Japans Subaru-teleskop på Hawaii og University of Hawaii 88-tommers teleskop.
Hamaguchis team oppdaget røntgenstråler fra en klasse 0-protostar i R Corona Australis stjernedannende region, omtrent 500 lysår fra Jorden.
Klasse 0 er den yngste klassen av protostellar objekt, omtrent 10.000 til 100.000 år inn i assimilasjonsprosessen. Skytemperaturen er omtrent 400 minusgrader (minus 240 Celsius). Etter noen millioner år antenner atomfusjon i sentrum av den kollapsende protostellare skyen, og en ny stjerne dannes.
Teamet spekulerer i at magnetfelt i den roterende protostar-kjernen akselererer innfallende materie til høye hastigheter, og produserer høye temperaturer og røntgenstråler i prosessen. Disse røntgenbildene kan trenge gjennom det støvete området for å avsløre kjernen.
"Dette er ingen forsiktig fritt fall av bensin," sa Dr. Michael Corcoran fra NASA Goddard, en medforfatter på rapporten. "Røntgenutslippet viser at krefter ser ut til å akselerere materie til høye hastigheter, og varme opp regioner i denne kalde gassskyen til 100 millioner grader Fahrenheit. Røntgenutslippet fra kjernen gir oss et vindu for å undersøke de skjulte prosessene som kalde gassskyer kollapser til stjerner. ”
Hamaguchi liknet generasjonen av røntgenstråler i klasse 0-protostaren med det som skjer under solslyng på vår sol. Soloverflaten har mange magnetiske løkker, som noen ganger blir sammenfiltrede og frigjør store mengder energi. Denne energien kan akselerere elektrisk ladede partikler (elektroner og ioniserte atomer) til hastigheter på 7 millioner miles i timen. Partiklene smadrer mot soloverflaten og skaper røntgenstråler. Tilsvarende sammenfiltrede magnetfelt kan være ansvarlig for røntgenbilder observert av Hamaguchi og hans samarbeidspartnere.
Deteksjonen av magnetiske felt fra en ekstremt ung klasse 0-protostar gir en avgjørende ledd i forståelsen av stjernedannelsesprosessen, fordi magnetfeltløkker antas å spille en kritisk rolle i å moderere skyfollapsen. Bare elektrisk ladede partikler, kalt ioner, reagerer på magnetiske felt. Forskerne er ikke sikre på hvor magnetfeltene eller ionene kommer fra. Imidlertid vil røntgenstråler ionisere atomer, og skape flere ioner som skal akselereres gjennom magnetisk aktivitet og skape flere røntgenstråler.
Teamet brukte XMM-Newton for sin kraftige lysoppsamlingsevne, nødvendig for denne typen observasjoner der så få røntgenstråler trenger inn i det støvete området, og den utsøkte løpende kraften til Chandra for å kartlegge røntgenkildeposisjonen. Teamet brukte det infrarøde Subaru-teleskopet for å bestemme protostarens alder.
"Alderen er basert på et veletablert diagram av spektra, eller kjennetegn ved det infrarøde lyset, ettersom protostaren utvikler seg i løpet av en million år," sa Ko Nedachi, en doktorgradsstudent ved University of Tokyo som ledet Subaru observasjon.
Vitenskapsteamet inkluderer også Dr. Rob Petre og Nicholas White fra NASA Goddard, Dr. Beate Stelzer fra Astronomy Observatory i Palermo, Italia, og Dr. Naoto Kobayashi ved University of Tokyo. Kenji Hamaguchi er finansiert gjennom det nasjonale forskningsrådet; Michael Corcoran er finansiert av Universities Space Research Association.
Originalkilde: NASA News Release
