Astronomen hebben met behulp van ALMA een zeer gedetailleerde opname gemaakt van twee schijven waarin zich jonge sterren aan het vormen zijn. De stellaire tweeling wordt gevoed door een ingewikkeld gevormd netwerk van filamenten van gas en stof. De waarnemingen van dit opmerkelijke fenomeen werpen nieuw licht op de vroegste levensfasen van sterren en helpen astronomen ontdekken onder welke omstandigheden dubbelsterren geboren worden.
De twee babysterren werden aangetroffen in het [BHB2007] 11-systeem, het jongste onderdeel van een kleine sterrenhoop in de donkere nevel Barnard 59, die weer deel uitmaakt van de interstellaire stofwolk die de Pijpnevel wordt genoemd. Eerdere waarnemingen van dit dubbelstersysteem toonden alleen de buitenste structuur. Dankzij de hoge resolutie van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en een internationaal team van astronomen onder leiding van wetenschappers van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Duitsland kunnen we nu ook de inwendige structuur van het object zien.
‘We zien twee compacte bronnen die we interpreteren als de circumstellaire schijven rond de twee jonge sterren,’ legt onderzoeksleider Felipe Alves van het MPE uit. Een circumstellaire schijf is de ring van stof en gas rond een jonge ster. De ster trekt materie uit deze ring naar zich toe om te kunnen groeien. ‘De afmetingen van de beide schijven zijn vergelijkbaar met die van de planetoïdengordel in ons zonnestelsel en hun onderlinge afstand is 28 keer zo groot als de afstand tussen de zon en de aarde,’ merkt Alves op. De twee circumstellaire schijven zijn omringd door een grotere schijf met een totale massa van ongeveer 80 Jupitermassa’s, die een wirwar van spiraalvormige stofstructuren vertoont – de lussen van de ‘krakeling’. ‘Dit is een heel belangrijk resultaat,’ benadrukt Paola Caselli, algemeen directeur van het MPE, hoofd van het Zentrum für astrochemische Studien en medeauteur van het onderzoeksverslag. ‘We hebben eindelijk de complexe structuur kunnen vastleggen van twee jonge sterren die nog via hun ‘navelstrengen’ verbonden zijn met de schijf waarin ze geboren zijn. Dit legt belangrijke restricties op aan de bestaande modellen voor de vorming van sterren.’
De aanvoer van materie naar de babysterren gaat in twee stappen. De eerste stap is de overdracht van materie naar de afzonderlijke circumstellaire schijven via het intrigerende lussenpatroon dat op de nieuwe ALMA-opname te zien is. Een analyse van de verzamelde gegevens laat zien dat de minder massarijke, maar helderdere circumstellaire schijf – de onderste op de foto – meer materiaal verzamelt dan de andere schijf. Bij de tweede stap verzamelen de sterren materie uit hun respectievelijke circumstellaire schijven. ‘We verwachten dat dit tweetrapsproces verantwoordelijk is voor de dynamiek van het dubbelstersysteem-in-wording,’ vult Alves aan. ‘Hoewel de goede overeenkomst tussen deze waarnemingen en de theorie al veelbelovend is, zullen we meer jonge dubbelsterren onder de loep moeten nemen om beter te leren begrijpen hoe meervoudige sterren ontstaan.’
Meer informatie
De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd in een artikel dat op 3 oktober 2019 in het tijdschrift Science is verschenen.
Het onderzoeksteam bestaat uit F.O. Alves (Zentrum für astrochemische Studien, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Duitsland), P. Caselli (Zentrum für astrochemische Studien, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Duitsland), J.M. Girart (Institut de Ciències de l’Espai, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Spanje, en Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Spanje), D. Segura-Cox (Zentrum für astrochemische Studien, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Duitsland), G.A.P. Franco (Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brazilië), A. Schmiedeke (Zentrum für astrochemische Studien, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Duitsland) en B. Zhao (Zentrum für astrochemische Studien, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Duitsland).
De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale astronomische faciliteit, is een samenwerkingsverband van ESO, de Amerikaanse National Science Foundation (NSF) en de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan, in samenwerking met de Republiek Chili. ALMA wordt gefinancierd door ESO (namens haar lidstaten), door de NSF in samenwerking met de National Research Council of Canada (NRC) en de National Science Council of Taiwan (NSC), en door NINS in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan en het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). De bouw en het beheer van ALMA worden geleid door ESO (namens haar lidstaten); door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dat namens Noord-Amerika wordt bestuurd door de Associated Universities, Inc. (AUI), en namens Oost-Azië door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). De overkoepelende leiding en het toezicht op bouw, ingebruikname en beheer van ALMA is in handen van het Joint ALMA Observatory (JAO).
ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en verreweg de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien lidstaten: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili, met Australië als strategische partner. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT) en haar toonaangevende Very Large Telescope Interferometer, evenals twee surveytelescopen – VISTA, die in het infrarood werkt, en de op zichtbare golflengten opererende VLT Survey Telescope. ESO speelt tevens een belangrijke partnerrol bij twee faciliteiten op Chajnantor, APEX en ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Extremely Large Telescope, de ELT, die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.
