Keukenzout gevonden in schijf rond zware ster

Keukenzout rond jonge ster gevonden
Artist impression van de jonge zware ster Orion Bron I die ongeveer 1500 lichtjaar van ons is verwijderd. Nieuwe waarnemingen gedaan met de ALMA hebben een ring van zout aangetoond. Dat zout is natriumchloride, gewoon keukenzout dus. Het is de eerste waarneming van zouten bij een jonge ster. Het blauwe gebied (op ongeveer 1/3de van het centrum van de schijf) is het gebied waar ALMA de millimetergolflengte vond waarop de zouten “gloeien”. Credit: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello.

Nieuwe waarnemingen uitgevoerd met de ALMA laten gewoon keukenzout zien op een niet zo gewone plaats: in de schijf rond een zware jonge ster die ongeveer 1500 lichtjaar van ons is verwijderd. Zouten zijn wel al aangetroffen in de atmosferen van oude stervende sterren maar het is voor het eerst dat zout in de buurt van een jonge ster die zich in een stervormingsgebied bevindt, is gevonden. Het vinden van deze zout bevattende schijf kan een bijdrage leveren bij het bestuderen van de chemie die plaatsvindt tijdens het ontstaan van sterren en ook bij het identificeren van andere gelijkaardige protosterren die zich verborgen houden in hun dichte cocon van stof en gas.

Een team bestaande uit astronomen en chemici maakte gebruik van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en ze ontdekten daarmee de vingerafdruk van natriumchloride (NaCl) en andere erop lijkende zouten die afkomstig zijn uit de stofschijf rond Orion Bron I. Dit is een zware jonge ster die zich in de Orionnevel in een stoffige wolk bevindt.

Het onderzoeksteam is verrast deze moleculen aan te treffen bij deze ster. Tot nu toe werden ze alleen aangetroffen in de buitenste lagen van stervende sterren. De onderzoekers weten nog niet precies hoe ze de resultaten moeten interpreteren maar duidelijk is wel dat de ster zich in een bijzondere omgeving bevindt. Het onderzoek is voor publicatie geaccepteerd in het tijdschrift “the  Astrophysical Journal”.

ALMA-opname van de zoutring rond de jonge ster
ALMA-opname van de zoutring om de jonge zware ster Orion Bron I. De ster bevindt zich in de Orion Moleculaire Wolk waar op zeer grote schaal stervorming plaatsvindt. De achtergrondopname is gemaakt in het nabije infrarode licht gemaakt door de Gemini sterrenwacht. Credit: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); NRAO/AUI/NSF; Gemini Observatory/AURA

Om moleculen in de ruimte te kunnen vinden maken astronomen gebruik van radiotelescopen. Hiermee kunnen ze de chemische vingerafdrukken van moleculen zien. Dergelijke radiowaarnemingen worden gedaan op millimeter golflengtes. Atomen en moleculen zenden dergelijke signalen op verschillende manieren uit waarbij de temperatuur van hun omgeving een belangrijke rol speelt.

De nieuwe ALMA waarnemingen tonen een uitgebreid patroon van overgangen van dezelfde moleculen. Om een dergelijke sterke en gevarieerde vingerafdrukken te maken moeten de temperatuurverschillen waar de moleculen zich bevinden erg groot zijn, ze variëren tussen 100 Kelvin tot 4000 Kelvin (± -175 °C tot 3700 °C). een uitgebreide studie van deze spectraallijnen kan mogelijk inzichten verschaffen in hoe de ster de schijf verhit en dat kan dan weer gebruikt worden om de helderheid van de ster te berekenen.

Er zijn ongeveer 60 verschillende overgangen waargenomen van moleculen als natriumchloride (NaCl) en kaliumchloride (KCl). Deze signalen zijn afkomstig uit de stofschijf. De onderzoekers denken dat deze zouten afkomstig zijn uit stofdeeltjes die met elkaar botsen en daarbij hun inhoud in de schijf verspreiden. Hun waarnemingen bevestigen dat de zoutige gebieden overeenkomen met de positie van de circumstellaire schijf.

Meestal als protosterren op deze manier worden bestudeerd is het niet mogelijk om de signalen van de schijf en de uitstroom vanuit de ster van elkaar te onderscheiden. Met behulp van de ALMA is het wel mogelijk om de schijf te bestuderen waardoor het mogelijk wordt om te leren hoe de schijf beweegt en hoeveel massa er zich in de schijf bevindt. Ook kan de schijf nieuwe informatie over de ster zelf bevatten.

De detectie van zouten bij een jonge ster is ook interessant voor astronomen en astrochemici omdat delen van de zouten uit metalen bestaan, in dit geval natrium en kalium. Dit duidt er op dat er in deze omgeving misschien nog meer metaalhoudende moleculen zijn te vinden. Als dat zo is dan kunnen dergelijke waarnemingen mogelijk gebruikt worden voor het bepalen van hoeveelheden metalen in stervormingsgebieden. Momenteel is dergelijk onderzoek niet mogelijk. Vrij aanwezige metalen zijn in het algemeen niet zichtbaar met behulp van radioastronomie.

De zoutachtige vingerafdrukken werden gevonden op een afstand van 30 tot 60 Astronomische Eenheden van de sterren. Uitgaande van hun waarnemingen denken astronomen dat er in dit gebied ongeveer 1 triljard (1.000.000.000.000.000.000.000) kilogram zout aanwezig is. Dat komt ongeveer overeen met de totale massa van de oceanen op Aarde.

De volgende stap in het onderzoek is het zoeken naar zouten en metallische moleculen in andere gebieden. Dat kan helpen bij het bepalen of deze chemische vingerafdrukken als krachtig gereedschap kunnen worden beschouwd om een breed scala aan protoplanetaire schijven te onderzoeken of dat het gaat om een unieke waarneming. Kijkende naar de toekomst denken de onderzoekers dat de geplande Next Generation VLA de gewenste mix van gevoeligheid en golflengtebereik heeft om dergelijke moleculen te bestuderen en deze moleculen mogelijk gebruikt kunnen worden om planeetvormende schijven op te sporen.

Orion Bron I ontstaat in de Orion Moleculaire Wolk. Dit is een gebied waar op grote schaal stervorming plaatsvindt en dat al eerder met ALMA is bestudeerd. De ster is ongeveer 550 jaar geleden met een snelheid van 10 kilometer uit zijn moederwolk geschoten. Het is mogelijk dat vaste zoutdeeltjes verdampten in de schokgolven toen de ster en zijn schijf plotseling versnelden als gevolg van een nabije ontmoeting met een andere ster. Het moet nog blijken of zoutdampen ook voorkomen in andere schijven rondom zware protosterren of dat dergelijke dampen alleen maar voorkomen bij bijzondere gebeurtenissen zoals die nu met behulp van de ALMA is waargenomen.

Artikel: Orion Source I’s disk is salty

 

Eerste publicatie: 9 februari 2019

We doen dagelijks onze best om alle artikelen zonder taal-, tik- en inhoudelijke fouten te plaatsen maar ondanks alle controle zie je zelf vaak je eigen fouten niet meer. Daarom stellen we het uitermate op prijs als je een fout komt melden!
Als je een spelfout hebt gevonden selecteer dan a.u.b. de tekst en druk Ctrl+Enter. Heb je een inhoudelijke fout gevonden, schrijf dan in het commentaarveld wat er volgens jou niet correct is.
We proberen alle gemelde fouten zo snel als mogelijk te verbeteren. Omdat de meldingen anoniem zijn vindt er geen communicatie plaats met de indiener. We houden ons het recht voorbehouden om meldingen niet te verwerken.