Wetenschappers kregen onlangs een grote verrassing van NASA's James Webb Space Telescope toen ze het observatorium richtten op een groep jonge sterren die WL 20 wordt genoemd. Het gebied wordt al sinds de jaren zeventig bestudeerd met ten minste vijf telescopen, maar de ongekende resolutie en gespecialiseerde instrumenten van Webb waren nodig om te onthullen dat wat onderzoekers lang dachten dat één van de sterren, WL 20S, in werkelijkheid een paar is dat zo'n 2 miljoen tot 4 miljoen jaar geleden is gevormd.
De ontdekking werd gedaan met behulp van Webb's Mid-Infrarood Instrument (MIRI) en werd op 12 juni gepresenteerd tijdens de 244e bijeenkomst van de American Astronomical Society. MIRI ontdekte ook dat de tweeling overeenkomende gasstralen heeft die vanaf hun noord- en zuidpool de ruimte in stromen. "Onze mond viel open", zei astronome Mary Barsony, hoofdauteur van een nieuw artikel waarin de resultaten worden beschreven. "Nadat we deze bron tientallen jaren bestudeerd hadden, dachten we dat we hem vrij goed kenden. Maar zonder MIRI hadden we niet geweten dat dit twee sterren waren of dat deze stralen bestonden. Dat is echt verbazingwekkend. Het is alsof je gloednieuwe ogen hebt."
Het team kreeg nog een verrassing toen extra waarnemingen door de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een groep van meer dan 60 radioantennes in Chili, lieten zien dat beide sterren omgeven zijn door schijven van stof en gas. Gebaseerd op de leeftijd van de sterren is het mogelijk dat zich in deze schijven planeten vormen. De gecombineerde resultaten geven aan dat de tweelingsterren het einde naderen van deze vroege periode van hun leven, wat betekent dat wetenschappers de kans krijgen om meer te leren over hoe de sterren overgaan van jeugd naar volwassenheid.
"De kracht van deze twee telescopen samen is echt ongelooflijk", zegt Mike Ressler, projectwetenschapper voor MIRI bij NASA's Jet Propulsion Laboratory en co-auteur van het nieuwe onderzoek. "Als we niet hadden gezien dat het om twee sterren ging, hadden de ALMA-resultaten er misschien gewoon uitgezien als een enkele schijf met een gat in het midden. In plaats daarvan hebben we nieuwe gegevens over twee sterren die zich duidelijk op een kritiek punt in hun leven bevinden, wanneer de processen die hen gevormd hebben aan het afnemen zijn."
Stellaire jets
WL 20 bevindt zich in een veel groter, goed bestudeerd stervormingsgebied van het Melkwegstelsel genaamd Rho Ophiuchi, een enorme wolk van gas en stof op ongeveer 400 lichtjaar van de aarde. In feite gaat WL 20 schuil achter dikke gas- en stofwolken die het meeste zichtbare licht (golflengten die het menselijk oog kan waarnemen) van de sterren daar blokkeren. Webb detecteert iets langere golflengten, infrarood genaamd, die door deze lagen heen kunnen. MIRI detecteert de langste infrarode golflengtes van alle instrumenten op Webb en is dus goed uitgerust om naar verduisterde stervormingsgebieden zoals WL 20 te kijken.
Radiogolven dringen vaak ook door stof heen, maar laten niet dezelfde kenmerken zien als infrarood licht. De schijven van gas en stof rondom de twee sterren in WL 20S zenden licht uit in een bereik dat astronomen submillimeter noemen; ook deze schijven dringen door de omringende gaswolken heen en zijn waargenomen door ALMA.
Maar wetenschappers hadden deze waarnemingen gemakkelijk kunnen interpreteren als bewijs voor een enkele schijf met een gat erin als MIRI niet ook de twee stellaire jets had waargenomen. De gasstralen bestaan uit ionen, of individuele atomen met enkele afgestripte elektronen, die uitstralen in het midden-infrarood, maar niet op submillimetergolflengten. Alleen een infraroodinstrument met ruimtelijke en spectrale resolutie zoals MIRI zou ze kunnen zien.
ALMA kan ook wolken van overgebleven vormingsmateriaal rond jonge sterren waarnemen. Deze gas- en stofwolken bestaan uit hele moleculen, zoals koolmonoxide, en stralen licht uit op deze langere golflengten. De afwezigheid van deze wolken in de ALMA-waarnemingen laat zien dat de sterren voorbij hun eerste vormingsfase zijn.
"Het is verbazingwekkend dat dit gebied ons nog zoveel kan leren over de levenscyclus van sterren," zei Ressler. "Ik ben benieuwd wat Webb nog meer zal onthullen."
Foto: U.S. NSF; NSF NRAO; ALMA; NASA/JPL-Caltech; B. Saxton
Bron: NASA
