Ett nytt glimt i hjärtat av Orion har bekräftat separationen mellan det binära stjärnsystemet som kretsar varandra så nära, astronomer trodde en gång att de kunde vara en enda stjärna.
Forskningsteamet, ledat av Stefan Kraus och Gerd Weigelt från Max-Planck-institutet för radioastronomi (MPIfR) i Bonn, Tyskland, använde ESO: s Very Large telescope Interferometer (VLTI) för att få den skarpaste bilden någonsin av den unga dubbelstjärnan Theta 1 Ori C i Orion Trapezium Cluster.
De binära stjärnorna representerar den mest massiva stjärnan i den närmaste högmassiga stjärnbildande regionen till jorden.
Theta 1 Ori C är den dominerande och mest lysande stjärnan i Orion-stjärnkammaren. Beläget på ett avstånd av endast cirka 1 300 ljusår ger det ett unikt laboratorium för att studera bildningsprocessen för högmassiga stjärnor i detalj. Den intensiva strålningen av Theta 1 Ori C joniserar hela Orion-nebulan. Med sin starka vind formar stjärnparet också de berömda Orion-propylerna, unga stjärnor som fortfarande är omgiven av sina protoplanetära dammskivor.
Trots att Theta 1 Ori C tycktes vara en enda stjärna, både med konventionella teleskop och Hubble-rymdteleskopet, upptäckte teamet förekomsten av en nära följeslagare.
"VLTI-interferometri med AMBER-instrumentet gjorde det möjligt för oss för första gången att få en bild av detta system med den spektakulära vinkelupplösningen på bara 2 milli-sekund", säger Stefan Kraus. "Detta motsvarar upplösningskraften hos ett rymdteleskop med en spegeldiameter på 130 meter."
Den nya bilden skiljer tydligt de två unga, massiva stjärnorna i detta system. Observationerna har en rumslig upplösning på cirka 2 milliarcsekunder, motsvarande den uppenbara storleken på en bil på månens yta.
VLTI-bilden avslöjar att i mars 2008 var vinkelavståndet mellan de två stjärnorna bara cirka 20 miljoner sekund. Ytterligare positionsmätningar av det binära systemet har erhållits under de senaste 12 åren med användning av bispektrum-spekkinterferometri med 3,6- till 6-meters teleskop, vilket möjliggör observationer med hög vinkelupplösning även vid visuella våglängder ner till 440 nm.
Uppsamlingen av mätningar visar att de två massiva stjärnorna befinner sig på en mycket excentrisk bana med en period på 11 år. Med hjälp av Keplers tredje lag härleddes massorna av de två stjärnorna till 38 och 9 solmassor. Vidare tillåter mätningarna en trigonometrisk bestämning av avståndet till Theta 1 Ori C och därmed till centrum av Orion-stjärnbildande region.
Det resulterande avståndet på 1 350 ljusår är i utmärkt överensstämmelse med arbetet för en annan forskargrupp under ledning av Karl Menten, också från MPIfR, som mätte trigonometriska parallaxer av den icke-termiska radioemissionen från Orion Nebula-stjärnor med hjälp av Very Long Baseline Array. Dessa resultat är viktiga för studier av Orion-regionen såväl som för förbättring av teoretiska modeller av högmassiga stjärnbildningar.
Forskarna säger att resultaten belyser nya möjligheter med högupplöst stjärnavbildning som kan uppnås med infraröd interferometri. Tekniken gör det möjligt för astronomer att kombinera ljuset från flera teleskoper och bilda ett enormt virtuellt teleskop med en upplösningskraft motsvarande det för ett enda teleskop med 200 meters diameter.
"Våra observationer visar VLTI: s fascinerande nya avbildningskapacitet," sade Gerd Weigelt. "Denna infraröda interferometri teknik kommer säkert att leda till många grundläggande nya upptäckter."
LEAD IMAGE CAPTION: VLTI / AMBER-bild av Theta 1 Ori C i Orion Trapezium Cluster, plus positionsmätningar av det binära systemet som erhållits under de senaste 12 åren. Kredit: Max Planck Institute / VLTI / AMBER
Källor: Max Planck Institute-pressmeddelande (e-postmeddelandet via Eurekalert) och originalpapperet.
