Ibland krävs det inte mycket för att riva en familj isär. En julmiddag som har gått fel kan göra det. Men för att en familj av stjärnor ska rivas isär, måste något riktigt stort hända.
Den dramatiska uppdelningen av en familj av stjärnor spelade sig i Orion Nebula, för cirka 600 år sedan. Orion Nebula är ett av de mest studerade föremålen i vår galax. Det är en aktiv stjärnbildande region, där mycket av stjärnfödelsen döljs bakom dammmoln. Framstegen inom infraröd och radioastronomi har gjort det möjligt för oss att kika in i nebulosan och se ett stjärnspel som utvecklas.
Under de senaste decennierna visade observationer de två stjärnorna i vår unga familj resa i olika riktningar. De reste faktiskt i motsatta riktningar och rörde sig i mycket höga hastigheter. Mycket högre än stjärnor normalt reser på. Vad orsakade det?
Astronomer kunde dela historien samman genom att återspåra positionerna för båda stjärnorna 540 år tillbaka. För alla dessa århundraden sedan, ungefär samtidigt som det gynnade för mänskligheten att Jorden kretsade kring solen istället för tvärtom, var båda de snabba stjärnorna på samma plats. Detta antydde att de två var en del av ett stjärnsystem som hade brutit upp av någon anledning. Men deras kombinerade energi gick inte upp.
Nu har Hubble tillhandahållit ytterligare en ledtråd till hela historien genom att upptäcka en tredje flyktig stjärna. De spårade den tredje stjärnans väg 540 år tillbaka och fann att den härstammade på samma plats som de andra. Den platsen? Ett område nära Orion-nebulens centrum kallad Kleinmann-låg nebulosa.
Teamet bakom dessa nya resultat, leds av Kevin Luhman från Penn State University, kommer att släppa sina resultat i utgåvan 20 mars 2017 av The Astrophysical Journal Letters.
"De nya observationerna från Hubble ger mycket starka bevis på att de tre stjärnorna släpptes ut från ett flerstjärnigt system," sade Luhman. ”Astronomer hade tidigare hittat några andra exempel på snabbrörelsestjärnor som spårar tillbaka till flera-stjärniga system och därför troligen kastades ut. Men dessa tre stjärnor är de yngsta exemplen på sådana utkastade stjärnor. De är antagligen bara några hundra tusen år gamla. Faktum är att stjärnorna, baserat på infraröda bilder, fortfarande är unga nog för att ha skivor med material kvar från sin bildning. ”
"Orion Nebula kunde vara omgiven av ytterligare nya stjärnor som sprutits ut från den tidigare och nu strömmar bort i rymden." - Ledande forskare Kevin Luhman, Penn State University.
De tre stjärnorna reser ungefär 30 gånger snabbare än de flesta av Nebulas andra stjärninvånare. Teori har förutspått fenomenet med dessa sammanbrott i regioner där nyfödda stjärnor är trångt ihop. Dessa gravitations-back-and-forths är oundvikliga. "Men vi har inte observerat många exempel, särskilt i mycket unga kluster," sade Luhman. "Orion Nebula kunde vara omgiven av ytterligare nya stjärnor som sprutits ut från den tidigare och nu strömmar bort i rymden."
Nyckeln till detta mysterium är den nyligen upptäckta tredje stjärnan. Men denna stjärna, den så kallade "källan x", upptäcktes av misstag. Luhman är en del av ett team som använder Hubble för att jaga efter fritt flytande planeter i Orion Nebula. En jämförelse av Hubble-infraröda bilder från 2015 med bilder från 1998 visade att källa x hade ändrat sin position. Detta indikerade att stjärnan rörde sig med en hastighet av cirka 130 000 miles per timme.
Luhmann återspårade sedan källans x-väg och den ledde till samma position som de andra tre löpa stjärnorna för 540 år sedan: Kleinmann-låga nebulosa.
Enligt Luhmann drogs de tre stjärnorna troligen ut från sitt system på grund av gravitationsfluktuationer som borde vara vanliga i ett område med nyfödda stjärnor med hög befolkning. Två av stjärnorna kan komma mycket nära varandra, antingen bilda ett tätt binärt system eller till och med sammanslagning. Det kastar systemets tyngdkraftsparametrar ur klockan och andra stjärnor kan matas ut. Utsprutningen av dessa stjärnor kan också orsaka materialets fingrar att rinna ut ur systemet.
När vi får kraftfullare teleskoper som arbetar i det infraröda, borde vi kunna klargöra exakt vad som händer i områden med intensiv stjärnbildning som Orion Nebula och dess inbäddade Kleinmann-Low Nebula. James Webb rymdteleskopet bör främja vår förståelse mycket. Om så är fallet, kommer inte bara detaljerna om stjärnfödelse och bildning att bli mycket tydligare, utan det kommer också att bryta upp unga stjärnor av familjer.
