Zware protoster blijft maar groeien

Artist impressie van een protoster. Dit is een ster die nog niet de hoofdreeks heeft bereikt. Astronomen van Japanse onderzoeksinstituut RIKEN hebben een enorme protoster ontdekt die nog steeds groeiende is ondanks dat er al pluimen gas van de site worden weggeblazen. Credit: RIKEN

Astronomen hebben een reusachtige protoster gevonden die, ondanks dat er pluimen van heet gas worden uitgestoten, nog steeds blijft groeien. De ontdekking kan helpen bij het oplossen van een langbestaand mysterie over hoe zware sterren zo groot kunnen zijn geworden.

Jonge protosterren komen op gewicht door materie te verzamelen uit een dichte schijf van gas en stof die om hen heen draait. Maar als protosterren eenmaal voorbij een bepaald grootte komen wordt verdere groei belemmerd door het licht dat ze uitzenden. Dit kan gebeuren als ultraviolette straling de elektronen van atomen in de omringende schijf stript en daardoor een heet geïoniseerd plasma produceert dat van de ster verdampt. Dit proces wordt fotoevaporatieve uitstroom genoemd.

Theoretische berekeningen hebben aangetoond dat dit en andere gerelateerde factoren niet sterk genoeg zijn om de accretie te stoppen. Maar er is onvoldoende direct bewijs en dat heeft vooral te maken doordat de meest zware protosterren zeldzaam zijn en zich niet bepaald in de buurt van de Aarde bevinden.

Yichen Yang van het Japanse RIKEN Star and Planet Formation Laboratory en zijn collega’s hebben de protoster G45.47+0.05 met behulp van de ALMA radiotelescoop in Chili en de Very Large Array radiotelescoop in New Mexico bestudeerd. Ze keken naar radiogolven en microgolven die geëmitteerd worden als een elektron van een waterstofatoom tussen twee energieniveaus valt en als elektronen positieve ionen verstrooien  zonder ingevangen te worden. Dit zijn twee duidelijke signalen dat er gas wordt geïoniseerd.

De astronomen vonden deze signalen terug binnen een zandlopervormig gebied rond de protoster. Hun waarnemingen toonden aan dat het gas temperaturen bereikt van ongeveer 10.000 °C en met een snelheid van 30 meter per seconde reist. Dit suggereert dat het zandloperachtige gebied gevuld is met geïoniseerd gas dat uit de schijf rond de protoster wordt weggeblazen. Dit zou kunnen gebeuren door ionisatie als gevolg van het licht dat door de protoster word uitgezonden.

De protoster is al 30 tot 50 maal zwaarder dan de Zon maar de astronomen vonden een smallere jetachtige structuur binnen de zandloperachtige structuur die we op wijst dat de ster nog steeds groeit. Deze hoge snelheidsjet wordt vermoedelijk door magnetische vanuit de accretieschijf aangedreven en dit is dan ook meteen het bewijs dat er nog steeds accretie plaatsvindt, aldus de astronomen.

De onderzoekers gaan G45 gedetailleerder bestuderen. Ze willen begrijpen hoe de geïoniseerde uitstroom de omgeving beïnvloedt. Ook gaan ze op zoek naar andere protosterren die een dergelijke uitstroom vertonen.

Artikel: “Discovery of a Photoionized Bipolar Outflow toward the Massive Protostar G45.47+0.05” by Yichen Zhang, Kei E. I. Tanaka, Viviana Rosero, Jonathan C. Tan, Joshua Marvil, Yu Cheng, Mengyao Liu, Maria T. Beltrán and Guido Garay, 13 November 2019, The Astrophysical Journal Letters.

Eerste publicatie: 13 april 2020
Bron: SciTechDaily