ALMA entdeckt Metamorphosierenden alternden Stern
Ein internationales Team von Astronomen, die das Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) verwenden, hat den Moment festgehalten, in dem ein alter Stern zum ersten Mal beginnt, seine Umgebung zu verändern. Der Stern hat bipolare Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen ausgestoßen, die jetzt mit dem umgebenden Material kollidieren. Das Alter des beobachteten Jets wird auf weniger als 60 Jahre geschätzt. Diese Merkmale helfen Wissenschaftlern zu verstehen, wie die komplexen Formen von Planetennebeln gebildet werden.
ALMA-Bild des alten Sternensystems W43A. Die aus dem zentral gealterten Stern ausgestoßenen bipolaren Hochgeschwindigkeitsstrahlen sind blau dargestellt, der Abfluss niedriger Geschwindigkeit ist grün dargestellt und die von den Strahlen mitgerissenen Staubwolken sind orange dargestellt. Bildnachweis: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Tafoya et al.
Sonnenähnliche Sterne entwickeln sich in der letzten Phase ihres Lebens zu aufgeblähten Roten Riesen. Dann stößt der Stern Gas aus, um einen Rest zu bilden, der als planetarischer Nebel bezeichnet wird. Es gibt eine große Vielfalt in den Formen von Planetennebeln; Einige sind kugelförmig, andere sind bipolar oder weisen komplizierte Strukturen auf. Astronomen sind an den Ursprüngen dieser Sorte interessiert, aber der dicke Staub und das Gas, die von einem alten Stern ausgestoßen werden, verdecken das System und erschweren die Untersuchung des Innenlebens des Prozesses.
Um dieses Problem anzugehen, richtete ein Team von Astronomen unter der Leitung von Daniel Tafoya von der Chalmers University of Technology, Schweden, ALMA auf W43A, ein altes Sternensystem, das etwa 7000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Aquila, dem Adler, liegt.
Dank der hohen Auflösung von ALMA erhielt das Team eine sehr detaillierte Ansicht des Raums um W43A. "Die bemerkenswertesten Strukturen sind die kleinen bipolaren Jets", sagt Tafoya, der Hauptautor des im Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Forschungspapiers. Das Team stellte fest, dass die Geschwindigkeit der Jets bis zu 175 km pro Sekunde beträgt, was viel höher ist als bei früheren Schätzungen. Basierend auf dieser Geschwindigkeit und der Größe der Jets berechnete das Team das Alter der Jets als weniger als eine menschliche Lebensspanne.
"Angesichts der Jugend der Jets im Vergleich zur Gesamtlebensdauer eines Sterns kann man mit Sicherheit sagen, dass wir den" genauen Moment "erleben, in dem die Jets gerade erst begonnen haben, das umgebende Gas zu durchdringen", erklärt Tafoya. „Die Jets schnitzen in nur 60 Jahren durch das umgebende Material. Eine Person könnte ihren Fortschritt während ihres gesamten Lebens beobachten. “
Tatsächlich bildet das ALMA-Bild die Verteilung der von den Jets mitgerissenen Staubwolken deutlich ab, was ein verräterischer Beweis dafür ist, dass es sich auf die Umgebung auswirkt.
Das Team schlägt vor, wie diese Mitnahme der Schlüssel zur Bildung eines bipolar geformten planetarischen Nebels sein könnte. In ihrem Szenario stößt der gealterte Stern ursprünglich kugelförmig Gas aus und der Kern des Sterns verliert seine Hülle. Wenn der Stern einen Begleiter hat, strömt Gas vom Begleiter auf den Kern des sterbenden Sterns, und ein Teil dieses neuen Gases bildet die Strahlen. Daher ist es ein wichtiger Faktor, ob der alte Stern einen Begleiter hat oder nicht, um die Struktur des resultierenden planetarischen Nebels zu bestimmen.
"W43A ist eines der eigentümlichen sogenannten" Wasserbrunnen "-Objekte", sagt Hiroshi Imai von der Kagoshima University, Japan, ein Mitglied des Teams. „Dies sind alte Sterne, die eine charakteristische Funkemission von Wassermolekülen aufweisen. Unsere ALMA-Beobachtungen lassen vermuten, dass sich das zur Erzeugung der Funkemission erwärmte Wasser im Grenzflächenbereich zwischen den Düsen und dem umgebenden Material befindet. Vielleicht bestehen alle diese 'Wasserbrunnen'-Quellen aus einem zentralen Binärsystem, das gerade einen neuen Doppelstrahl gestartet hat, genau wie W43A. “
Das Team arbeitet bereits an neuen ALMA-Beobachtungen anderer ähnlicher Sterne. Sie hoffen, neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie sich planetare Nebel bilden und was in Zukunft für Sterne wie die Sonne liegt.
„Bis heute wurden nur 15 'Wasserbrunnen'-Objekte identifiziert, obwohl mehr als 100 Milliarden Sterne in unserer Milchstraßengalaxie enthalten sind“, erklärt José Francisco Gómez vom Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanien. "Dies liegt wahrscheinlich daran, dass die Lebensdauer der Jets recht kurz ist. Wir sind also sehr glücklich, solche seltenen Objekte zu sehen."