Artistieke impressie van de schijf en jet in het jonge stersysteem HH 1177. Credit: ESO/M. Kornmesser
Astronomen hebben een opmerkelijke ontdekking gedaan: ze hebben een schijf ontdekt rond een jonge ster in de Grote Magelhaense Wolk, een naburig sterrenstelsel. Het is voor het eerst dat zo’n schijf, die identiek is aan de planeet-vormende schijven in ons eigen Melkwegstelsel, in een ander sterrenstelsel is ontdekt. De nieuwe waarnemingen laten een zware jonge ster zien, die bezig is om materie uit zijn omgeving te verzamelen en een roterende schijf vormt. De ontdekking is gedaan met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili, waarin de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) partner is.
‘Toen ik in de ALMA-gegevens het eerste bewijs zag voor een roterende structuur, kon ik niet geloven dat we de eerste extragalactische accretieschijf hadden ontdekt. Het was een bijzonder moment,’ zegt Anna McLeod, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Durham (VK) en hoofdauteur van het onderzoek dat vandaag in Nature is gepubliceerd. ‘We weten dat schijven van cruciaal belang zijn voor de vorming van sterren en planeten in ons Melkwegstelsel, en hier zien we voor het eerst direct bewijs hiervoor in een ander sterrenstelsel.’
De schijf en de jet in het jonge stersysteem HH 1177, gezien met MUSE en ALMA. Credit: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et al.
Dit onderzoek is het vervolg op waarnemingen met het Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)-instrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT), die diep in een gaswolk in de Grote Magelhaense Wolk een jet van een ster-in-wording ontdekte, die de aanduiding HH 1177 kreeg. ‘We ontdekten dat deze jonge, zware ster een bundel van materie uitstoot, wat erop wijst dat zich rond de ster een accretieschijf aan het vormen is.’ aldus McLeod. Maar om te bevestigen dat deze schijf inderdaad bestaat, moest het team de beweging van het dichte gas rond de ster meten.
Materie die door een groeiende ster wordt aangetrokken, kan daar niet rechtstreeks naartoe vallen. In plaats daarvan wordt de toestromende materie platgedrukt tot een draaiende schijf rond de ster. Dichter naar het midden toe draait zo’n schijf sneller, en dit snelheidsverschil is het doorslaggevende bewijs dat het er een accretieschijf in het spel is.
MUSE-waarnemingen en artist’s impression van het jonge stersysteem HH 1177. Credit: ESO/A. McLeod et al./M. Kornmesser
‘Afhankelijk van hoe snel het gas dat het licht uitzendt naar ons toe of van ons af beweegt, verandert de frequentie van het ontvangen licht,’ legt Jonathan Henshaw, onderzoeker aan de Liverpool John Moores University (VK) en co-auteur van het onderzoek uit. ‘Dit is precies hetzelfde verschijnsel dat ervoor zorgt dat de toonhoogte van de sirene van een snel voorbijrijdende ambulance verandert wanneer deze je passeert en de frequentie van het geluid eerst toeneemt en dan weer daalt.’
Met de gedetailleerde frequentiemetingen van ALMA konden de auteurs de karakteristieke draaiing van een schijf herkennen, waarmee de detectie van de allereerste schijf rond een extragalactische jonge ster een feit was.
Bellen van gloednieuwe sterren. Credit: ESO, A McLeod et al.
Zware sterren, zoals de ster die bij dit onderzoek is waargenomen, zijn doorgaans moeilijk waarneembaar. Op het moment dat zich een schijf om hen heen vormt worden ze vaak aan het zicht onttrokken door het stoffige materiaal waaruit ze ontstaan. In de Grote Magelhaense Wolk, een sterrenstelsel 160.000 lichtjaar hiervandaan, is het materiaal waaruit nieuwe sterren worden geboren echter fundamenteel anders dan in ons Melkwegstelsel. Dankzij het geringere stofgehalte ter plaatse is HH 1177 niet meer gehuld in zijn natuurlijke cocon, waardoor astronomen – zij het van grote afstand – onbelemmerd zicht hebben op de vorming van sterren en planeten.
‘We bevinden ons in een tijdperk van snelle technologische vooruitgang als het gaat om astronomische faciliteiten,’ zegt McLeod. ‘Het is erg boeiend om te kunnen onderzoeken hoe sterren in een sterrenstelsel op zo’n enorme afstand bezig zich zijn zich te vormen.’
De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘A likely Keplerian disk feeding an optically revealed massive young star’, dat in Nature verschijnt (doi: 10.1038/s41586-023-06790-2). De schijf is ontdekt in een gebied in de Grote Magelhaense Wolk dat bekendstaat als LHA 120-N 180B, en dat het onderwerp was van een eerder ESO-persbericht, met de titel ‘Bubbles of Brand New Stars’.
Bron: ESO.
Speak Your Mind