Orion Nebula är en av de mest observerade och fotograferade föremålen på natthimlen. På ett avstånd på 1350 ljusår bort är det den närmaste aktiva stjärnbildande regionen till Jorden.
Denna diffusa nebula är också känd som M42 och har studerats intensivt av astronomer i många år. Från det har astronomer lärt sig mycket om stjärnbildning, planetsystembildning och andra berggrund ämnen inom astronomi och astrofysik. Nu har en ny upptäckt gjorts som strider mot kärnan i den etablerade teorin: stjärnvindar från nybildade massiva stjärnor kan förhindra att andra stjärnor bildas i närheten. De spelar också en mycket större roll i stjärnbildning och i galaxutvecklingen än tidigare trott.
Orion Nebula är ganska lätt att se. Om du kan se Orion-stjärnbilden tittar du på nebulosan utan att försöka. Beroende på var du bor kan du använda kikare eller ett litet teleskop för att se det. Genom ett teleskop ser det ut som ett grått, vitt, moln.
Men kraftfullare instrument avslöjar all komplexitet inuti nebulon. Det är ett bra exempel på en stjärnkammare, en plats där unga stjärnor föds i ett gasmoln som kallas ett molekylärt moln. Runt dessa unga stjärnor finns unga protoplanetära skivor, platser där planeter som vår kan bildas just nu.
När dessa unga stjärnor föds och brister i fusion, förvisar de en stjärnvind. Denna nya studie visar att denna stjärnvind har en större roll än tidigare trott.
Studien publiceras i tidskriften Nature och leds av Cornelia Pabst, doktorsexamen. student vid universitetet i Leiden i Nederländerna och huvudförfattare på tidningen. I uppsatsen beskriver författarna hur nybildade stjärnor hämmar bildandet av andra stjärnor i en process som kallas "stellar feedback."
Nuvarande tänkande säger att supernovaer kan dominera den stjärnbildande processen. Massiva supernovaexplosioner skickar kraftfulla chockvågor genom molekylära moln, och detta skapar täta koncentrationer av gas som sedan fortsätter att bilda stjärnor. Även om det förblir sant, ser det ut som om stellar feedback från nya stjärnor också kan forma processen.
Forskningen bygger på arbetet i NASA: s stratosfäriska observatorium för infraröd astronomi (SOFIA.) SOFIA är ett flygobservatorium i ett anpassat Boeing 747. SOFIA har ett tysk instrument ombord som kallas GREAT, eller tysk mottagare för astronomi vid Terahertz Frequences.
Orion Nebula är ett objekt med stor astronomisk skönhet, men den skönheten är det som gör det svårt att se in. De gasmoln som ser så flyktiga och vackra gör konstiga saker att tända. STORA gjorde det möjligt för astronomer att titta inuti Orionnebulan med ökad tydlighet och i detalj observera den nybildade stjärnan Theta1 Orionis C (01 Ori C).
Vad de hittade är att den stilla vinden från 01 Ori C snider en bubbla runt sig självt, i huvudsak blåser all gas från sig själv och förhindrar att nya stjärnor bildas.
"Astronomer använder STORA som en polis använder en radarpistol."
Alexander Tielens, Leiden observatorium, seniorforskare på tidningen.
"Vinden är ansvarig för att blåsa en enorm bubbla runt de centrala stjärnorna," förklarade Pabst. "Det stör natursmoln och förhindrar födelse av nya stjärnor."
Eftersom SOFIA gör sin vetenskap från höjden, flyger den över 99% av vattenångan i jordens atmosfär. Detta, i kombination med känsligheten hos GREAT-instrumentet, gör det till en kraftfull lura för att kika till 01 Ori C. Teamet bakom tidningen kombinerade STORA data med data från rymdobservatorierna Herschel och Spitzer för att få sina resultat.
De kunde bestämma hastigheten på gasen som skapar bubblan och spåra dess tillväxt och ursprung. ”Astronomer använder STORA som en polis använder en radarpistol,” förklarade Alexander Tielens, en astronom vid Leiden Observatory och en seniorforskare på papperet. "Radaren studsar från din bil och signalen berättar tjänstemannen om du rusar."
Processen kallas "stellar feedback" på grund av hur bubblan interagerar med gasen runt den. Som bilden ovan visar lämnar vinden (svarta pilar) stjärnan i alla riktningar. Men när den träffar den täta OMC-1-regionen, till höger om bilden, finns det pushback från andra unga stjärnor, märkta BN / KL i grafiken. Detta skapar den vertikala kolumnen med rödgrå pilar, som representerar de kombinerade bubblorna från 01 Ori C: s och BN / KL-bubblorna.
När dessa stjärnvindar matar tillbaka på varandra formar de det interstellära mediet (ISM) och eventuella molekylära moln i närheten. Detta skapar lokala områden som antingen uppmuntrar eller avskräcker mer stjärnbildning.
"Stjärnvind från massiva stjärnor av O-typ är mycket effektiva för att störa molekylära kärnor och stjärnbildning."
Från slutsatsen av uppsatsen “Störning av molekylkärnan i Orion 1 av vind från den stora stjärnan?1 Orionis C. ”
Själva bubblan är enorm. Det är ett halvskal med 4 parsec-diameter. Inom det området är ingen stjärnbildning möjlig eftersom all gas har tvingats ut. Men på kanten av den bubblan är gasen tätare. I de tätare regionerna är stjärnbildningen mer sannolik. Det liknar det sätt som chockvågor från en supernova skapar områden med tät gas, vilket leder till ökad stjärnbildning.
01 Orionis C's bubbla är inne i en mycket större bubbla som kallas Orion-Eridanus Superbubble, gjord av överlappande supernovarester. Så småningom kommer den lilla bubblan att bryta ut och lufta sin gas i superbubbla. Om några miljoner år kommer en annan supernova att explodera och transportera materialet från 01 Orionis C: s bubbla in i väggen i superbubblan. Den gasväggen som utgör kanterna på superbubbla kommer att bli tätare och kommer troligen att leda till mer stjärnbildning. Så även om det kan se ut som supernova spelade en mer direkt roll i stjärnbildningen, kommer bubblan från den unga stjärnan redan ha spelat sin roll.
Som slutsatsen i tidningen säger: ”Stjärnvind från massiva stjärnor av O-typ är mycket effektiva för att störa molekylära kärnor och stjärnbildning. Eftersom energiinmatningen från stjärnvinden domineras av de mest massiva stjärnorna i ett kluster medan det från supernovaer domineras av de fler stjärnorna av B-typ, har övervägande av störningen orsakat av stjärnvindar en direkt effekt på kosmologiska simuleringar. ”
Detta är bara ett exempel på den stellar feedback-processen. Som det sägs i tidningen: ”Här har vi analyserat ett specifikt fall av interaktionen mellan en vind från en massiv stjärna med dess miljö; huruvida våra slutsatser gäller mer generellt måste fortfarande utvärderas. ”
Källor:
- NASA: s pressmeddelande: Lyft slöjan på stjärnformation i Orion-nebulosan
- Forskningsdokument: Störning av molekylkärnan i Orion 1 av vind från den stora stjärnan?1 Orionis C
- SOFIA
