Ein zweijähriger Blick auf „Proplyden“ oder protoplanetare Scheiben im Sternbild Orion hat Astronomen einen neuen hochauflösenden Zeitrafferfilm geliefert, der den Prozess der massiven Sternentstehung zeigt. Die Geburt der größten Sterne war zum Teil mysteriös, weil massive Sterne selten sind und dazu neigen, ihre Jugend in Staub und Gas zu verbringen, die sie vor dem Blick verbergen. "Wir wissen, wie diese Sterne sterben, aber nicht, wie sie geboren werden", sagte Lincoln Greenhill, ein leitender Ermittler für Teams, die tausendmal schärfere und detailliertere Radiobilder verwenden als alle zuvor erhaltenen.
Mit dem Very Long Baseline Array (VLBA) als leistungsstarkem „Zoomobjektiv“ untersuchten Astronomen in Orion einen massiven jungen Protostern namens Source I (ausgesprochen „Auge“). Der jugendliche Cluster kann mit herkömmlichen Teleskopen aufgrund des umgebenden Gases und Staubes nicht gesehen werden, aber dieser neue Look zeigt, dass sich massive Sterne wie ihre kleineren Geschwister bilden, wobei Scheibenakkretion und Magnetfelder eine entscheidende Rolle spielen.
Das Team beobachtete Source I in monatlichen Abständen über zwei Jahre und setzte dann die einzelnen Bilder zu einem Zeitrafferfilm zusammen. Klicken Sie hier, um den Film anzusehen.
Die VLBA entdeckte Tausende von Siliziummonoxid-Gaswolken, die als Masers bezeichnet werden - natürlich vorkommende laserähnliche Leuchtfeuer, die häufig mit der Sternentstehung verbunden sind. Einige Meister waren dem Protostern so nahe wie Jupiter unserer Sonne, was ebenfalls ein Rekord ist. Viele der Masers existierten lange genug, um ihre Bewegungen über den Himmel und entlang unserer Sichtlinie zu verfolgen und ihre 3-D-Bewegungen durch den Raum zu liefern.
"Quelle I ist die reichste Quelle von Masern in der Galaxis, die wir kennen", sagte Lynn Matthews, Hauptautorin der neuen Arbeit, die jetzt am MIT Haystack Observatory forscht. "Ohne die Masers könnten wir die Gasbewegungen so nah an diesem massiven Stern nicht so detailliert verfolgen und wären für seine Entstehung relativ blind."
"In der Astronomie ist es selten, dass sich im Laufe eines menschlichen Lebens Veränderungen ergeben. Mit diesem neuen Film können wir Veränderungen in nur wenigen Monaten beobachten, wenn Gasklumpen um diesen jungen Protostern schwärmen “, fügte der Smithsonian-Astronom und Co-Autor Ciriaco Goddi hinzu.
Der resultierende Film zeigt Anzeichen einer rotierenden Akkretionsscheibe, bei der das Gas in der Mitte immer näher an den Protostern heranwirbelt. Es zeigt auch Material, das in zwei großen Vs senkrecht zur Scheibe nach außen fließt - tatsächlich die Kanten kegelförmiger Gasströme. Solche Abflüsse fördern die Sternentstehung, indem sie den Drehimpuls vom System wegführen.
Interessanterweise scheinen sich die Abflussströme beim Verlassen der Festplatte zu krümmen. "Der Biegepfad dieser Masers liefert wichtige Beweise dafür, dass Magnetfelder die Gasbewegungen sehr nahe am Protostern beeinflussen können", betonte Claire Chandler von NRAO, einer Co-Principal Investigator der Studie.
Magnetfeldlinien sind aus ihrer Wirkung auf Eisenspäne bekannt, die um einen Stabmagneten herum gestreut sind und Schleifen umreißen, die sich von einem Pol des Magneten zum anderen erstrecken. Im Fall von Quelle I und anderen massiven Protosternen können sich Magnetfeldlinien nach außen in den Weltraum erstrecken und eine Helix einwickeln, die ähnlich wie Twizzlers Süßigkeiten geformt ist. Abfließende Gasströme entlang dieser Feldlinien.
"Magnetfelder sollen schwach und für den Geburtsprozess massereicher Sterne unwichtig sein", sagte Matthews. "Aber Masers würden sich nicht entlang sanfter Bögen bewegen, wenn sie nicht einer Kraft ausgesetzt wären - wahrscheinlich einer Magnetkraft."
Die Daten zeigen nicht, ob das Magnetfeld im Stern oder in der Akkretionsscheibe entsteht. Zukünftige Beobachtungen des Expanded Very Large Array (E-VLA) und des Atacama Large Millimeter Array (ALMA) können möglicherweise zwischen konkurrierenden Hypothesen unterscheiden. Das Team plant, nach anderen Fingerabdrücken von Magnetfeldern um Quelle I zu suchen.
"Unser zweijähriger Film ist erst der Anfang", sagte die Smithsonian-Astronomin und Co-Principal Investigatorin Elizabeth Humphreys.
Quelle: Harvard Smithsonian
