Mercury Transit: The History and Science of This Rare Celestial Event

Astronomen die de krachtige Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) in Chili gebruiken, hebben nauwkeurig de draaiende fonteinen van het gas gemeten dat uit een enorme pasgeboren ster stroomt, en onthullen de complexe wisselwerking tussen het magnetisme van de ster en de middelpuntvliedende krachten.

Astronomen zijn nog steeds verbaasd over de manier waarop massieve sterren zich vormen in de interstellaire ruimte, aldus de onderzoekers van de nieuwe studie in een verklaring. Wanneer een massieve roterende gaswolk onder invloed van de zwaartekracht instort, wordt een stellaire fusie mogelijk en wordt er een babyster geboren. Terwijl het momentum wordt behouden terwijl de wolk krimpt, moet de resulterende babyster heel snel ronddraaien, volgens de wetten van de natuurkunde.

Probeer een draaiende schaatser voor te stellen om een ​​beter idee te krijgen van het behoud van een hoekig (of roterend) momentum. Terwijl schaatsers met uitgestrekte armen spinnen, draaien ze langzaam; wanneer ze hun armen dicht bij hun lichaam brengen, draaien ze sneller. De natuurkunde schrijft voor dat dit concept zou moeten gelden voor een krimpende wolk van stervormend gas: als het krimpt, zou het sneller moeten draaien. [Planet-Forming Disk Imaged By Telescope Array (video)]

Maar astronomen hebben ontdekt dat sterren in onze melkweg veel langzamer draaien dan de natuurwetten voorspellen dat ze zouden moeten. Daarom moet er een mechanisme zijn dat het impulsmoment van de sterren snel laat verdwijnen nadat ze zijn geboren, aldus de onderzoekers.

In het nieuwe werk, online gepubliceerd op 12 juni in het tijdschrift Nature Astronomy, observeerden astronomen een massieve pasgeboren ster genaamd Orion KL Source I in de Orionnevel en gebruikten ALMA om de rotatie van zijn krachtige sterrenwinden te onthullen.

Op 1,400 lichtjaar afstand is de Orionnevel het meest nabije stervormingsgebied op aarde, en met de ongelooflijke waarnemingscapaciteiten van ALMA konden de onderzoekers de uitstromingen van Source I nauwkeurig meten.

"We hebben duidelijk de rotatie van de uitstroom in beeld gebracht", zegt Tomoya Hirota, assistent-professor bij het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) en SOKENDAI (de Graduate University for Advanced Studies) en hoofdauteur op de krant. "Bovendien geeft het resultaat ons een belangrijk inzicht in het startmechanisme van de uitstroom."

Het team van Hirota merkte op dat de uitstroom van stellaire gassen in dezelfde richting draait als de ster en dat deze uit de hete gashoed van bron I komt, en niet van de ster zelf. Deze bevinding komt overeen met een theoretisch "magnetocentrifugaal schijfwindmodel", aldus de onderzoekers.

In dit model wordt gas uit de roterende schijf gestoten en gedwongen om naar buiten te bewegen. Als een draaiende gazonsproeier, aangedreven door middelpuntvliedende krachten, spiraalt het water naar buiten, weg van de sproeikop, waarbij een deel van het impulsmoment van de ster wordt overgeheveld. Maar in het geval van deze ster worden de spingassen die de schijf verlaten ook langs magnetische veldlijnen omhoog en omlaag gericht om de spinuitstromen te creëren die ALMA heeft gedetecteerd. En de onderzoekers geloven dat deze stromen roterende energie van de babyster afvoeren, waardoor de rotatie ervan afneemt en daarom mogelijk verklaart waarom sterren in onze melkweg langzamer draaien dan verwacht.

"Naast de hoge gevoeligheid en betrouwbaarheid, is submillimeter-golf waarneming met hoge resolutie essentieel voor onze studie, die ALMA voor het eerst mogelijk maakte," zei Hirota. "Submillimeter-golven zijn een uniek diagnostisch hulpmiddel voor het dichtste binnenste van de uitstroom, en op die exacte plaats hebben we de rotatie gedetecteerd.

"De resolutie van ALMA zal in de toekomst nog groter worden", voegde Hirota toe. "We willen graag andere objecten observeren, om ons inzicht in het lanceringsmechanisme van uitstromingen en het vormingsscenario van massieve sterren te verbeteren met de hulp van theoretisch onderzoek."