Orion-tåken er en av de mest observerte og fotograferte objektene på nattehimmelen. Med en avstand på 1350 lysår unna er det den nærmeste aktive stjernedannende regionen til Jorden.
Denne diffuse tåken er også kjent som M42, og har blitt studert intensivt av astronomer i mange år. Fra det har astronomer lært mye om stjernedannelse, dannelse av planetsystemer og andre berggrunnstema innen astronomi og astrofysikk. Nå er det gjort en ny oppdagelse som går mot kornet til den etablerte teorien: stjernevind fra nylig dannede massive stjerner kan forhindre at andre stjerner dannes i deres nærhet. De spiller også en mye større rolle i stjernedannelse, og i galaksevolusjonen, enn tidligere antatt.
Orion-tåken er ganske lett å se. Hvis du kan se Orion-stjernebildet, ser du på tåken uten å prøve det. Avhengig av hvor du bor, kan du bruke kikkert eller et lite teleskop for å se det. Gjennom et teleskop ser det ut som en grå, piskete, sky.
Men kraftigere instrumenter avslører all kompleksiteten inne i tåken. Det er et flott eksempel på en fantastisk barnehage, et sted hvor unge stjerner blir født i en sky av gass kalt en molekylær sky. Rundt disse unge stjernene ligger unge protoplanetære disker, steder der planeter som vår kan dannes akkurat nå.
Når disse unge stjernene blir født og sprenger i fusjon, driver de ut en fantastisk vind. Denne nye studien viser at denne stjernevinden spiller en større rolle enn tidligere antatt.
Studien er publisert i tidsskriftet Nature, og ledes av Cornelia Pabst, doktorgrad. student ved University of Leiden i Nederland og hovedforfatter på papiret. I artikkelen beskriver forfatterne hvordan nydannede stjerner hemmer dannelsen av andre stjerner i en prosess som kalles "stjerners tilbakemelding."
Nåværende tankegang sier at supernovaer kan dominere den stjernedannende prosessen. Massive supernovaeksplosjoner sender kraftige sjokkbølger gjennom molekylære skyer, og dette skaper tette konsentrasjoner av gass som deretter fortsetter å danne stjerner. Selv om det forblir sant, ser det ut som at tilbakemeldinger fra nye stjerner fra stjerner kan forme prosessen også.
Forskningen er basert på arbeidet til NASAs Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA.) SOFIA er et flyvende observatorium i et tilpasset Boeing 747. SOFIA har et tysk instrument ombord kalt GREAT, eller tysk mottaker for astronomi på Terahertz Frequencys.
Orion-tåken er et objekt med stor astronomisk skjønnhet, men den skjønnheten er det som gjør det vanskelig å se inn. De gassskyene som ser så flyktige og vakre ut, gjør rare ting å lyse på. FLOTT lot astronomer se seg inne i Orion-tåken med økt klarhet og i detalj observere den nyopprettede stjernen Theta1 Orionis C (01 Ori C).
Det de fant er at den stjernevinden fra 01 Ori C skærer en boble rundt seg selv, i det vesentlige blåser all gassen fra seg selv, og forhindrer at nye stjerner dannes.
"Astronomer bruker STORE som en politibetjent bruker en radarpistol."
Alexander Tielens, Leiden observatorium, seniorforsker på papiret.
"Vinden er ansvarlig for å blåse en enorm boble rundt de sentrale stjernene," forklarte Pabst. "Det forstyrrer nattskyen og forhindrer fødsel av nye stjerner."
Fordi SOFIA gjør sin vitenskap fra høyde, flyr den over 99% av vanndampen i jordens atmosfære. Dette, kombinert med sensitiviteten til STOR instrumentet, gjør det til et kraftig tull for å kikke på 01 Ori C. Teamet bak papiret kombinerte STORE data med data fra romobservatoriene Herschel og Spitzer for å få sine resultater.
De var i stand til å bestemme hastigheten på gassen som skapte boblen og spore dens vekst og opprinnelse. "Astronomer bruker STOR som en politimann bruker en radarpistol," forklarte Alexander Tielens, en astronom ved Leiden observatorium og en seniorforsker på papiret. "Radaren spretter av bilen din, og signalet forteller offiseren om du farter."
Prosessen kalles “stellar feedback” på grunn av måten boblen samhandler med gassen rundt den. Som bildet over viser, forlater vinden (svarte piler) stjernen i alle retninger. Men når den treffer den tette OMC-1-regionen, til høyre for bildet, er det pushback fra andre unge stjerner, merket BN / KL på grafikken. Dette skaper den vertikale kolonnen med rødgrå piler, som representerer de kombinerte boblene fra 01 Ori C-er og BN / KL-boblene.
Når disse stjernevindene strømmer tilbake på hverandre, former de det interstellare mediet (ISM) og eventuelle molekylære skyer i nærheten. Dette skaper lokaliserte områder som enten oppmuntrer eller fraråder mer stjernedannelse.
"Stellar vind fra massive stjerner av O-type er veldig effektive til å forstyrre molekylære kjerner og stjernedannelse."
Fra konklusjonen av papiret “Forstyrrelse av Orion molekylkjerne 1 av vind fra den enorme stjernen?1 Orionis C. ”
Selve boblen er enorm. Det er et halvt skall med 4 parsec diameter. Inne i dette området er ingen stjernedannelser mulig fordi all gassen er blitt tvunget ut. Men på kanten av den boblen er gassen tettere. I de tettere regionene er stjernedannelse mer sannsynlig. Det ligner på hvordan sjokkbølger fra en supernova skaper områder med tett gass, noe som fører til økt stjernedannelse.
01 Orionis Cs boble er inne i en mye større boble kalt Orion-Eridanus Superbubble, laget av overlappende supernova-rester. Etter hvert vil den lille boblen bryte ut og lufte gassen sin ut i suveren. Om noen millioner år vil en annen supernova eksplodere og frakte materialet fra 01 Orionis C's boble inn i veggen til suveren. Den gassveggen som utgjør kantene på superbubben vil være tettere og sannsynligvis føre til mer stjernedannelse. Så selv om det kan se ut som supernovaen spilte en mer direkte rolle i stjernedannelsen, vil boblen fra den unge stjernen allerede ha spilt sin rolle.
Som konklusjonen i papiret sier, “Stjernevind fra massive stjerner av O-type er veldig effektive til å forstyrre molekylære kjerner og stjernedannelse. Fordi energitilførsel fra stjernevind domineres av de mest massive stjernene i en klynge, mens den fra supernovaene er dominert av de flere stjernene av B-type, har overvektene av forstyrrelsen forårsaket av stjernevind en direkte effekt på kosmologiske simuleringer. "
Dette er bare ett eksempel på den fantastiske tilbakemeldingsprosessen. Som papiret sier, "Vi har her analysert ett spesifikt tilfelle av samspillet mellom en vind fra en massiv stjerne og dens omgivelser; hvorvidt konklusjonene våre gjelder mer generelt, må fremdeles vurderes. ”
Kilder:
- NASAs pressemelding: Lifting the Veil on Star Formation in Orion Nebula
- Forskningsartikkel: Forstyrrelse av Orion molekylkjerne 1 av vind fra den enorme stjernen?1 Orionis C
- SOFIA
