ALMA ser hur en tung dubbelstjärna bildas
​Alma:s bild av stjärnfabriken IRAS-07299 och den tunga, nyfödda dubbelstjärna i dess mitt.​
​ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Y. Zhang et al​

Jättarnas spiral: astronomer ser hur en tung dubbelstjärna föds

Med hjälp av superteleskopet ALMA har astronomer, bland dem Chalmersforskaren Jonathan Tan, studerat hur en tung dubbelstjärna föds ur ett tjockt moln av gas, stoft och damm. Forskningsresultaten publiceras idag i tidskriften Nature Astronomy. 
De flesta tunga stjärnor lever inte ensamma. Det har astronomer vetat länge men de har inte varit känt varför det är så. Föds stjärnorna tillsammans ur samma snurrande skiva av gas, eller blir de ihop senare efter nära möten i en trång stjärnhop?

 
Att förstå hur dubbelstjärnor bildas försvåras ytterligare av att stjärnsystemen ligger omhöljda av lager av gas och stoft som ogärna släpper igenom ljuset. Men med radiovågor går det att få syn på stjärnorna om de kan avbildas med tillräckligt hög upplösning.
         
Nu har ett forskarlag som leds av Yichen Zhang vid RIKEN Cluster for Pioneering Research i Japan och Jonathan Tan vid Chalmers använt teleskopet Alma i Chile för att studera stjärnfabriken  IRAS07299-1651, som ligger omkring 5500 ljusår från jorden i stjärnbilden Akterskeppet. Forskningsresultaten publiceras i en ny artikel i Nature Astronomy.

 
Teamets observationer visar att inuti molnet finns två stjärnor som håller på att bildas, och båda är tunga. För första gången har man dessutom lyckats studera hur och varför stjärnorna rör sig kring varandra. Avståndet mellan de två nyfödda stjärnor är relativt stort – 180 gånger avståndet mellan jorden och solen (180 ae). För närvarande gör de ett varv runt varandra på inte mer än 600 år, och tillsammans väger de minst 18 gånger massan hos vår sol.

 
– Detta är ett spännande fynd. Vi har länge varit förbryllade över frågan om huruvida dubbelstjärnor uppstår redan när ett stjärnbildande moln störtar samman, eller om de skapas under senare utvecklingsstadier. Våra observationer visar tydligt att uppdelningen i dubbelstjärnor sker redan när de är mycket unga, säger Yichen Zhang.

 
Forskarna upptäckte dessutom att stjärnparet växer till sig tack vare material i en gemensam skiva, som i sin tur matas av det kollapsande molnet. Det talar för att den mindre av stjärnorna föddes när en skiva runt den större stjärnan delade på sig. Då kunde den andra protostjärnan “stjäla” materia från dess syskon och därmed bli snäppet större. Så småningom bör stjärnorna träda fram som tvillingar med nästan samma massa.

 
– Det är ett viktigt resultat för oss som vill förstå hur tunga stjärnor bildas. Sådana stjärnor är viktiga i hela universum, inte minst för att de mot slutet av sina liv tillverkar de tunga grundämnen som utgör vår jord och som också finns i våra kroppar, tillägger Jonathan Tan.

 
– Nu gäller det att titta på andra exempel för att se om det här är ett unikt fall – eller något som är gemensamt när alla tunga stjärnor föds, avslutar Yichen Zhang.

 
Se även: pressmeddelande på engelska hos NRAO och hos University of Virginia.
 
Kontakter

 
Robert Cumming, kommunikatör, Onsala rymdobservatorium, Chalmers, 031-772 5500, 070-493 31 14, robert.cumming@chalmers.se

 
Jonathan Tan, professor i astrofysik, Chalmers, 031 772 6516, jonathan.tan@chalmers.se

 
 
Bild och film

 
Bild A (överst och ovan till höger): Alma:s bild av stjärnfabriken IRAS-07299 och den tunga, nyfödda dubbelstjärnan i dess mitt. Här syns täta, dammiga gasströmmar (visas i grönt) som rör sig mot mitten av bilden. Tack vare ljus från molekyler av metanol kan Alma skilja mellan gas som rör sig emot oss (i blått) och bort ifrån oss (i rött). I den lilla bilden visas en inzoomning mot protostjärnparet. Den ljusare, tyngre stjärnan rör sig emot oss (visas i blått) och dess ljussvagare syskon rör sig bort ifrån oss (visas i rött). De streckade linjer visar möjliga banor för stjärnorna runt deras gemensamma masscentrum (krysset). Länk till bilden i högre upplösning
Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Y. Zhang et al

 
Film:

 
I denna filmsnutt visas hur Alma kan skilja ut gas med olika hastigheter runt den nyfödda dubbelstjärnan genom att registrera radiovågor från molekyler av metanol. Den gråa bakgrundsbilden visar strömmarna av gas, stoft och damm som rör sig med olika hastigheter runt stjärnparet.

 
Animation: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Y. Zhang et al

 
Mer om forskningen och om Alma

 
Forskningen publiceras i en artikeln Dynamics of a massive binary at birth av Yichen Zhang, Jonathan C. Tan, Kei E. I. Tanaka, James M. De Buizer, Mengyao Liu, Maria T. Beltrán, Kaitlin Kratter, Diego Mardones och Guido Garay, i Nature Astronomy; doi: 10.1038/s41550-019-0718-y
 
Alma är en internationell anläggning för astronomi och är ett samarbete mellan ESO (Europeiska sydobservatoriet), i vilket Sverige är ett av 15 medlemsländer, National Science Foundation i USA och Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samverkan med Chile. Alma stöds av ESO åt dess medlemsländer, av NSF i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) och Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC) samt av NINS i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan och Koreas Institut för astronomi och rymdforskning (KASI).

 
Chalmers och Onsala rymdobservatorium har varit med sedan starten och bland annat byggt mottagare till Alma. Vid Onsala rymdobservatorium finns Nordic Alma Regional Centre som tillhandahåller teknisk expertis om Alma och som hjälper nordiska astronomer att använda teleskopet.​

Publicerad: må 18 mar 2019. Ändrad: ti 19 mar 2019