En kunstners illustrasjon av en omskjæringsskive rundt en massiv stjerne. Bildekreditt: NAOJ Klikk for å forstørre
En internasjonal gruppe astronomer har brukt Coronagraphic Imager for Adaptive Optics (CIAO) på Subaru-teleskopet i Hawai'i for å skaffe veldig skarpe nærinfrarøde polariserte lysbilder av fødestedet til en massiv proto-stjerne kjent som Becklin-Neugebauer (BN) objekt i en avstand på 1500 lysår fra sola. Gruppens bilder førte til oppdagelsen av en disk rundt denne nylig dannende stjernen. Dette funnet, beskrevet i detalj i 1. septemberutgaven av Nature, utdyper vår forståelse av hvordan massive stjerner dannes.
Forskningsgruppen, som inkluderer astronomer fra Purple Mountain Observatory, Kina, National Astronomical Observatories of Japan og University of Hertfordshire, UK, utforsket regionen nær Becklin-Neugebauer-objektet og analyserte hvordan infrarødt lys påvirkes av støv. For å gjøre dette tok de et bilde av polarisert lys av objektet med en bølgelengde på 1,6 mikrometer (H-båndet med infrarødt lys). Bilder av objektets lysstyrke viser bare en sirkulær lysfordeling. Imidlertid viser et bilde av lysets polarisering en sommerfuglform som avslører detaljer som ikke kan påvises ved å se på lysstyrkefordelingen alene. For å forstå miljøet rundt stjernen og hva sommerfuglformen tilsier, skapte astronomene en datamaskinmodell for sammenligning, sammen med et skjema over stjernedannelse. Disse modellene viser at sommerfuglformen er signaturen til en disk og en utstrømningsstruktur nær den nyfødte stjernen.
Denne oppdagelsen er det mest konkrete beviset for en disk rundt en massiv ung stjerne og viser at massive stjerner som BN-objektet (som er omtrent syv ganger solens masse) danner på samme måte som stjerner med lavere masse som Solen.
Det er to hovedteorier for å forklare dannelsen av massive stjerner. Den første uttaler at massive stjerner er resultatene av sammenslåing av flere stjerner med lav masse. Den andre sier at de er dannet gjennom gravitasjonskollaps og masseavstøtning i omkretsskiver. Stjerner med lavere masse som sola vil sannsynligvis ha dannet seg ved den andre metoden. Teorien om kollaps-akkresjon forutsetter at et system har en stjerne assosiert med en bipolar utstrømning, en omkretsstasjonell disk og en konvolutt, mens fusjonsteorien ikke gjør det. Tilstedeværelsen eller fraværet av slike strukturer kan skille mellom de to formasjonsscenariene.
Inntil nylig har det vært lite direkte observasjonsbevis for å støtte en av teoriene om massiv stjernedannelse. Dette er fordi, i motsetning til stjerner med lavere masse, nylig dannende massive stjerner er så sjeldne og så langt borte fra oss at de har vært vanskelig å observere. Store teleskoper og adaptiv optikk som forbedrer skarpheten i bildet, gjør det nå mulig å observere disse objektene med enestående klarhet. Infrarød polarimetri med høy oppløsning er et spesielt kraftig verktøy for å undersøke miljøet som er skjult bak den sterke stjernen.
Polarisering - retningen som lysbølger svinger i når de strømmer bort fra et objekt - er et viktig kjennetegn på stråling. Sollys har ikke en foretrukket svingningsretning, men kan bli polarisert når den er spredt av jordas atmosfære, eller etter refleksjon fra vannoverflaten. En lignende handling forekommer i en omskytende sky rundt en nyfødt stjerne. Stjernen lyser opp omgivelsene sine - den omliggende stjerneskiven, konvolutten og hulromsveggene dannet av utløpsstrømmene. Lyset kan bevege seg fritt i hulrommet og deretter reflektere av veggene. Dette reflekterte lyset blir sterkt polarisert. Derimot er disken og konvolutten relativt ugjennomsiktig til lys. Dette reduserer polarisering av lys fra disse områdene.
Gruppens suksess med å oppdage bevis for en disk og utstrømning rundt BN-objektet gjennom høyoppløselig infrarød polarimetri antyder at den samme teknikken kan brukes på andre dannende stjerner. Dette vil tillate astronomer å få en omfattende observasjonsbeskrivelse av dannelsen av massive stjerner større enn ti ganger solens masse.
Originalkilde: NAOJ News Release
