Het is een moeilijk oud universum dat er is. Een jonge ster heeft veel zorgen te maken, want massieve sterren die net beginnen te schijnen, kunnen een stellaire kinderkamer vullen met een storm van zonnewind.
Nee, het is geen B-filmfilm: de 'Death Stars of Orion' zijn echt. Dergelijke monsters komen in de vorm van jonge O-sterren.
En nu heeft een team van astronomen uit Canada en de Verenigde Staten voor het eerst zulke sterren gevangen. De studie, gepubliceerd in de editie van deze maand The Astrophysical Journal, gericht op bekende protoplanetaire schijven die zijn ontdekt door de Hubble-ruimtetelescoop in de Orionnevel.
Deze protoplanetaire schijven, ook wel "kikkervisjes" of proplyds genoemd, zijn cocons van stof en gas dat sterren begint te laten schijnen. Veel van dit overgebleven materiaal zal zich blijven verzamelen tot planeten, maar nabije massieve O-Type-sterren kunnen chaos veroorzaken in een stellaire kraamkamer, waardoor het proces vaak wordt verstoord.
"O-type sterren, die echt monsters zijn vergeleken met onze zon, zenden enorme hoeveelheden ultraviolette straling uit en dit kan grote schade aanrichten tijdens de ontwikkeling van jonge planetaire systemen", zei astronoom Rita Mann in een recent persbericht. Mann werkt voor de National Research Council of Canada in Victoria en is hoofdonderzoeker van het project
Wetenschappers gebruikten de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) om de eigenschappen van Orion in ongekend detail te onderzoeken. Ondersteunende waarnemingen zijn ook gedaan met behulp van de Submillimeter Array in Hawaï.
ALMA zag in 2011 “first light” en behaalde al een aantal uitstekende resultaten.
"ALMA is 's werelds meest gevoelige telescoop bij hoogfrequente radiogolven (bijvoorbeeld 100-1000 GHz). Zelfs met slechts een fractie van het uiteindelijke aantal antennes (met 22 operationele op een totaal van geplande 50) konden we met ALMA de schijven relatief dicht bij de O-ster detecteren, terwijl eerdere observatoria ze niet konden herkennen, ”James Vertelde Di Francesco van de National Research Council of Canada Space Magazine. "Aangezien de helderheid van een schijf bij deze frequenties evenredig is met de massa, betekende deze detectie dat we de massa van de schijven konden meten en zeker konden zijn dat ze abnormaal laag waren in de buurt van de O-type ster."
ALMA verdubbelde ook het aantal proplyds dat in de regio werd gezien, en kon ook binnen deze cocons turen en directe massametingen uitvoeren. Hieruit bleek dat de massa door de ultraviolette wind werd weggenomen van de verdachte O-type sterren. Hubble was eerder getuige geweest van een dergelijke stripactie, maar ALMA kon voor het eerst de massa binnen de schijven direct meten.
En wat werd ontdekt, belooft niet veel goeds voor planetaire vorming. Dergelijke protosterren binnen ongeveer 0,1 lichtjaar van een O-type ster worden verzonden om hun cocon van gas en stof in slechts een paar miljoen jaar schoon te hebben gestript, slechts een oogwenk in het spel van planetaire vorming.
Met het credo van een O-type "helder branden en jong sterven", kan dit type gebeurtenis vrij typisch zijn voor nevels tijdens vroege stervorming.
"O-sterren hebben een relatief korte levensduur, zeg ongeveer 1 miljoen jaar voor de helderste O-ster in Orion - dat is 40 keer de massa van onze zon - vergeleken met de 10 miljard jaar levensduur van minder zware sterren zoals onze zon," Vertelde Di Francesco Space Magazine. "Aangezien deze clusters typisch de enige plaatsen zijn waar O-sterren worden gevormd, zou ik zeggen dat dit type gebeurtenis inderdaad typisch is voor nevels die vroege stervorming herbergen."
Het is normaal dat pasgeboren sterren in de buurt van elkaar zijn in sterrenkraamkamers als M42. Onderzoekers in de studie ontdekten dat de schijf van proplyds binnen de extreem-UV-omhulling van een massieve ster in korte tijd zou worden versnipperd, waarbij gemiddeld minder dan 50% van de massa van Jupiter in totaal zou worden behouden. Voorbij de "kill radius" van 0,1 lichtjaar nemen de kansen voor deze proplyds om massa vast te houden echter toe, waarbij onderzoekers overal tussen de 1 en 80 Jupiter massa's materiaal observeren.
De bevindingen in deze studie zijn ook cruciaal om te begrijpen hoe de vroege levens van sterren zijn, en misschien de stamboom van ons eigen zonnestelsel, en hoe vaak - of zeldzaam - onze eigen geschiedenis zou kunnen zijn in het verhaal van het universum.
Er zijn aanwijzingen dat ons zonnestelsel al vroeg in zijn leven getuige is geweest van een of meer supernova's in de buurt, zoals blijkt uit isotopenmetingen. We hadden het geluk dat we zulke evenementen in de buurt hadden gehad om onze omgeving met zware elementen te 'zouten', maar ons niet helemaal schoon te vegen.
"Onze eigen zon is waarschijnlijk gevormd in een geclusterde omgeving die vergelijkbaar is met die van Orion, dus het is een goede zaak dat we niet te dicht bij de O-sterren in zijn oudernevel zijn gekomen," vertelde Di Francesco Space Magazine. “Toen de zon nog heel jong was, was hij dicht genoeg bij een ster met een hoge massa zodat het proto-zonnestelsel bij het opblazen (ging supernova) werd bezaaid met bepaalde isotopen zoals Al-26 die alleen worden geproduceerd in supernova-evenementen. "
Dit is het uiteindelijke lot van enorme O-type sterren in de Orionnevel, hoewel geen van hen oud genoeg is om op deze manier te exploderen. Het is inderdaad verbazingwekkend om te denken dat we, terwijl we in de Orionnevel turen, een drama meemaken dat lijkt op wat ons zon- en zonnestelsel miljarden jaren geleden heeft gebaard.
De Orionnevel is het dichtstbijzijnde actieve stervormingsgebied op een afstand van ongeveer 1.500 lichtjaar van ons en is net met het blote oog zichtbaar als een wazige plek in de pommel van het "zwaard" van Orion de Jager. Als je door een kleine telescoop op lage kracht naar de Orionnevel kijkt, kun je gewoon een groep van vier sterren onderscheiden die gezamenlijk bekend staan als het trapezium. Dit zijn gewoon zulke enorme hete en lichtgevende O-type sterren, die hun lokale wijken opruimen en het interieur van de nevel verlichten als een Chinese lantaarn.
En dus imiteert het wetenschappelijke feit fictie in een ironische wending, want het blijkt dat "Death Stars" Doen blaas inderdaad af en toe planeten - of in ieder geval protoplanetaire schijven - op!
Zorg ervoor dat je een geweldig stuk over ALMA bekijkt in een recente aflevering van CBS 60 minuten:
Lees de samenvatting en het volledige (paywalled) paper op ALMA Observations of the Orion Proplyds in The Astrophysical Journal.
