Det är ett tufft gammalt universum där ute. En ung stjärna har mycket att oroa sig för, eftersom massiva stjärnor som just börjar lysa kan fylla en stjärnkammare med en solvindvind.
Nej, det är inte en B-filmflick: "Death Stars of Orion" är verkliga. Sådana monster kommer i form av unga stjärnor av O-typ.
Och nu har ett team av astronomer från Kanada och USA för första gången tagit sådana stjärnor i akten. Studien, som publicerades i denna månads utgåva av The Astrophysical Journal, fokuserat på kända protoplanetära diskar som upptäcktes av Hubble-rymdteleskopet i Orion Nebula.
Dessa protoplanetära skivor, även kända som ”rumpvävstolar” eller rekvisita, är kokonger av damm- och gasvärdestjärnor som just börjar lysa. Mycket av detta restmaterial kommer att fortsätta att samlas i planeter, men i närheten av stora O-typstjärnor kan orsaka kaos i en stjärna plantskola, som ofta stör processen.
"O-typ stjärnor, som verkligen är monster jämfört med vår sol, avger enorma mängder ultraviolett strålning och detta kan spela förödelse under utvecklingen av unga planetariska system," sade astronomen Rita Mann i ett nyligen pressmeddelande. Mann arbetar för National Research Council of Canada i Victoria och är ledande forskare på projektet
Forskare använde Atacama Large Millimeter Array (ALMA) för att undersöka orionens rekvisita i enastående detalj. Stödjande observationer gjordes också med hjälp av Submillimeter Array på Hawaii.
ALMA såg “första ljuset” 2011 och har redan uppnått några förstklassiga resultat.
”ALMA är världens mest känsliga teleskop vid högfrekventa radiovågor (t.ex. 100-1000 GHz). Även med bara en bråkdel av det slutliga antalet antenner (med 22 operationella av totalt planerade 50) kunde vi med ALMA upptäcka skivorna relativt nära O-stjärnan medan tidigare observatorier inte kunde upptäcka dem, ”James Di Francesco från National Research Council of Canada berättade Space Magazine. "Eftersom skivans ljusstyrka vid dessa frekvenser är proportionell mot dess massa, innebar dessa detekteringar att vi kunde mäta massorna på skivorna och se med säkerhet att de var onormalt låga nära stjärnan av O-typen."
ALMA fördubblade också antalet rekvisita som sågs i regionen och kunde också kika in i dessa kokonger och göra direkta massmätningar. Detta avslöjade massan som avlägsnas av den ultravioletta vinden från de misstänkta stjärnorna av O-typen. Hubble hade varit vittne till en sådan strippningshandling tidigare, men ALMA kunde mäta massan inom skivorna direkt för första gången.
Och det som upptäcktes är inte bra för planetbildning. Sådana protostar inom ungefär 0,1 ljusår från en O-stjärna sänds för att få sin kokong av gas och damm avskalad på bara några miljoner år, bara ett ögonblick i planetformationsspelet.
Med en O-typstjärns "bränna starkt och dö unga" credo kan denna typ av händelse vara ganska typisk i nebulosor under tidig stjärnbildning.
"Stjärnor av O-typ har relativt kort livslängd, säger ungefär 1 miljon år för den ljusaste O-stjärnan i Orion - som är 40 gånger massan av vår sol - jämfört med 10 miljarder års livslängd för mindre massiva stjärnor som vår sol," Di Francesco berättade Space Magazine. "Eftersom dessa kluster vanligtvis är de enda platserna där O-stjärnor bildas, skulle jag säga att den här typen av händelser verkligen är typiska för nebulosor som är värd för tidig stjärnbildning."
Det är vanligt att nyfödda stjärnor är i närheten av varandra i sådana stjärnkammar som M42. Forskare i studien fann att alla förslag i extrem-UV-kuvertet av en massiv stjärna skulle ha håret skivat i kort ordning, vilket i genomsnitt behåller mindre än 50% av massan av Jupiter totalt. Bortsett från 0,1 ljusårets "killradius" ökar dock chansen för dessa proplyds att behålla massan, med forskare som observerar någonstans från 1 till 80 Jupiter-massor kvarvarande material.
Resultaten i denna studie är också avgörande för att förstå hur de gamla stjärnorna i livet är, och kanske stamtavlan för vårt eget solsystem, liksom hur vanligt - eller sällsynt - vår egen historia kan vara i universums historia.
Det finns bevis för att vårt solsystem kan ha varit vittne till en eller flera närliggande supernovaer tidigt i sitt liv, vilket framgår av isotopmätningar. Vi var lite lyckliga med att ha haft sådana närliggande händelser för att ”salta” vår miljö med tunga element, men inte sopa oss helt.
"Vår egen sol bildades troligen i en klusterad miljö som liknar den hos Orion, så det är bra att vi inte bildade för nära O-stjärnorna i sin modernebula," berättade Di Francesco Space Magazine. ”När solen var väldigt ung var den tillräckligt nära en högmassastjärna så att när den sprängde (gick supernova) sågs proto-solsystemet med vissa isotoper som Al-26 som bara produceras i supernovahändelser. ”
Detta är det slutliga ödet för massiva stjärnor av O-typ i Orion Nebula, även om ingen av dem är tillräckligt gamla för att explodera på detta sätt. Det är verkligen fantastiskt att tänka på att vi tittar på Orion Nebula och bevittnar ett drama som liknar det som föder vår sol och solsystem för miljarder år sedan.
Orion Nebula är den närmaste aktiva stjärnbildande regionen för oss på ungefär 1 500 ljusår avlägsen och är bara synlig för det blotta ögat som en otydlig lapp i pölen i "svärdet" av Orion the Hunter. Om du tittar på Orion Nebula med låg effekt genom ett litet teleskop kan du bara skapa en grupp av fyra stjärnor som tillsammans kallas Trapezium. Det här är bara sådana massiva varma och lysande stjärnor av O-typ som rensar ut sina lokala stadsdelar och tänder upp den inre delen av nebulosan som en kinesisk lykta.
Och därmed imiterar vetenskapsfakta fiktion i en ironisk vridning, eftersom det visar sig att "Death Stars" do verkligen spräng planeter - eller åtminstone protoplanetära diskar - ibland!
Var noga med att kolla in ett bra stycke på ALMA i en ny avsnitt av CBS 60 minuter:
Läs det abstrakta och det fullständiga (betalväggade) papperet på ALMA iakttagelser av Orionproblemen i The Astrophysical Journal.
