De Orionnevel is een van de meest waargenomen en gefotografeerde objecten aan de nachtelijke hemel. Op een afstand van 1350 lichtjaar afstand is het het dichtstbijzijnde actieve stervormingsgebied van de aarde.
Deze diffuse nevel staat ook bekend als M42 en wordt al vele jaren intensief bestudeerd door astronomen. Daaruit hebben astronomen veel geleerd over stervorming, planetaire systeemvorming en andere vaste onderwerpen in de astronomie en astrofysica. Nu is er een nieuwe ontdekking gedaan die in tegenspraak is met de gevestigde theorie: stellaire winden van nieuw gevormde massieve sterren kunnen voorkomen dat andere sterren in hun omgeving ontstaan. Ze spelen ook een veel grotere rol bij de vorming van sterren en bij de evolutie van sterrenstelsels dan eerder werd gedacht.
De Orionnevel is vrij gemakkelijk te zien. Als je het sterrenbeeld Orion kunt zien, kijk je naar de nevel zonder het echt te proberen. Afhankelijk van waar je woont, kun je een verrekijker of een kleine telescoop gebruiken om het te zien. Door een telescoop ziet het eruit als een grijze, piekerige wolk.
Maar krachtigere instrumenten onthullen alle complexiteit in de nevel. Het is een geweldig voorbeeld van een stellaire kinderkamer, een plek waar jonge sterren worden geboren in een gaswolk die een moleculaire wolk wordt genoemd. Rond deze jonge sterren bevinden zich jonge protoplanetaire schijven, plaatsen waar zich nu planeten zoals de onze kunnen vormen.
Terwijl deze jonge sterren worden geboren en in fusie uiteenspatten, stoten ze een stellaire wind uit. Deze nieuwe studie laat zien dat deze stellaire wind een grotere rol speelt dan eerder werd gedacht.
De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Nature en wordt geleid door Cornelia Pabst, een Ph.D. student aan de Universiteit van Leiden in Nederland en de hoofdauteur op papier. In het artikel beschrijven de auteurs hoe nieuw gevormde sterren de vorming van andere sterren remmen in een proces dat 'stellaire feedback' wordt genoemd.
Het huidige denken zegt dat supernova's het stervormingsproces kunnen domineren. Enorme supernova-explosies sturen krachtige schokgolven door moleculaire wolken, en dit creëert dichte gasconcentraties die vervolgens sterren vormen. Hoewel dat waar blijft, lijkt het erop dat stellaire feedback van nieuwe sterren het proces ook kan vormen.
Het onderzoek is gebaseerd op het werk van NASA's Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA.) SOFIA is een vliegend observatorium in een op maat gemaakte Boeing 747. SOFIA heeft een Duits instrument aan boord genaamd GREAT of German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies.
De Orionnevel is een object van grote astronomische schoonheid, maar die schoonheid maakt het moeilijk om erin te kijken. Die gaswolken die er zo vluchtig en mooi uitzien, doen rare dingen aan het licht. Dankzij GREAT konden astronomen met grotere helderheid in de Orionnevel kijken en de nieuw gevormde ster Theta1 Orionis C (01 Ori C) in detail observeren.
Wat ze ontdekten is dat de stellaire wind van 01 Ori C een bel om zich heen snijdt, waardoor in wezen al het gas uit zichzelf wordt weggeblazen, waardoor er geen nieuwe sterren kunnen ontstaan.
"Astronomen gebruiken GEWELDIG zoals een politieagent een radarpistool gebruikt."
Alexander Tielens, Sterrewacht Leiden, senior wetenschapper op papier.
'De wind is verantwoordelijk voor het blazen van een enorme bel rond de centrale sterren', legt Pabst uit. "Het verstoort de geboortewolk en voorkomt de geboorte van nieuwe sterren."
Omdat SOFIA zijn wetenschap doet vanuit de hoogte, vliegt het boven 99% van de waterdamp in de atmosfeer van de aarde. Dat, in combinatie met de gevoeligheid van het GEWELDIGE instrument, maakt het een dwaas voor peering op 01 Ori C. Het team achter de krant combineerde GEWELDIGE gegevens met gegevens van de Herschel- en Spitzer-sterrenwachten om hun resultaten te krijgen.
Ze waren in staat om de snelheid van het gas dat de bel creëerde te bepalen en de groei en oorsprong ervan te volgen. "Astronomen gebruiken GEWELDIG zoals een politieagent een radarpistool gebruikt", legt Alexander Tielens, astronoom bij de Sterrewacht Leiden en een senior wetenschapper op papier uit. "De radar kaatst van je auto af en het signaal vertelt de agent of je te hard rijdt."
Het proces wordt 'stellaire feedback' genoemd vanwege de manier waarop de bel in wisselwerking staat met het gas eromheen. Zoals de afbeelding hierboven laat zien, verlaat de wind (zwarte pijlen) de ster in alle richtingen. Maar wanneer het het dichte OMC-1-gebied, aan de rechterkant van de afbeelding, raakt, is er een terugslag van andere jonge sterren, met het label BN / KL in de afbeelding. Dit creëert de verticale kolom van rood-grijze pijlen, die de gecombineerde bellen van 01 Ori C's en de BN / KL-bellen vertegenwoordigt.
Terwijl deze stellaire winden op elkaar terugkomen, vormen ze het interstellaire medium (ISM) en eventuele moleculaire wolken in de buurt. Hierdoor ontstaan gelokaliseerde gebieden die meer stervorming stimuleren of ontmoedigen.
"Stellaire winden van O-type massieve sterren zijn zeer effectief in het verstoren van moleculaire kernen en stervorming."
Uit de conclusie van het artikel 'Verstoring van de Orion moleculaire kern 1 door wind van de massieve ster?1 Orionis C. "
De bubbel zelf is enorm. Het is een halve schaal met een diameter van 4 parsec. Binnen dat gebied is geen stervorming mogelijk omdat al het gas is verdreven. Maar aan de rand van die bubbel is gas dichter. In die dichtere gebieden is stervorming waarschijnlijker. Het is vergelijkbaar met de manier waarop schokgolven van een supernova gebieden met dicht gas creëren, wat leidt tot verhoogde stervorming.
01 De bubbel van Orionis C zit in een veel grotere bubbel, de Orion-Eridanus Superbubble, gemaakt van overlappende supernovaresten. Uiteindelijk zal de kleine bubbel uitbarsten en zijn gas in de superbubbel afblazen. Over enkele miljoenen jaren zal een andere supernova exploderen en het materiaal van de Orionis C-bel van 01 naar de wand van de superbubbel transporteren. De gaswand die de randen van de superbubbel vormt, zal dichter worden en waarschijnlijk tot meer stervorming leiden. Dus hoewel het lijkt alsof de supernova een directere rol speelde in de stervorming, heeft de bel van de jonge ster al een rol gespeeld.
Zoals de conclusie van het artikel zegt: “Stellaire winden van O-type massieve sterren zijn zeer effectief in het verstoren van moleculaire kernen en stervorming. Omdat de energie-input van stellaire wind wordt gedomineerd door de meest massieve sterren in een cluster, terwijl die van supernovae wordt gedomineerd door de talrijke B-type sterren, heeft het overwicht van de verstoring veroorzaakt door stellaire winden een direct effect op kosmologische simulaties. ”
Dit is slechts één voorbeeld van het geweldige feedbackproces. Zoals het artikel zegt: “Hier hebben we een specifiek geval geanalyseerd van de interactie van een wind van een zware ster met zijn omgeving; of onze conclusies meer algemeen gelden, moet nog worden beoordeeld. ”
Bronnen:
- NASA Press Release: Lifting the Veil on Star Formation in the Orion Nebula
- Research Paper: Verstoring van de Orion moleculaire kern 1 door wind van de massieve ster?1 Orionis C
- SOFIA
