Een internationaal team van astronomen met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) legde het moment vast waarop een oude ster voor het eerst zijn omgeving begint te veranderen. De ster heeft bipolaire gasstralen met hoge snelheid uitgestoten die nu in botsing komen met het omringende materiaal; de leeftijd van de waargenomen jet wordt geschat op minder dan 60 jaar. Dit zijn belangrijke kenmerken om te begrijpen hoe de complexe vormen van planetaire nevels worden gevormd.

Zonachtige sterren evolueren in de laatste fase van hun leven tot opgeblazen rode reuzen. Vervolgens, de ster stoot gas uit om een ​​overblijfsel te vormen dat een planetaire nevel wordt genoemd. Er is een grote verscheidenheid in de vormen van planetaire nevels; sommige zijn bolvormig, maar andere zijn bipolair of vertonen gecompliceerde structuren. Astronomen zijn geïnteresseerd in de oorsprong van deze variëteit, maar het dikke stof en gas dat door een oude ster wordt uitgestoten, verduistert het systeem en maakt het moeilijk om de interne werking van het proces te onderzoeken.

Om dit probleem aan te pakken, een team van astronomen onder leiding van Daniel Tafoya aan de Chalmers University of Technology, Zweden, wees ALMA op W43A, een oud sterrenstelsel in het sterrenbeeld Aquila, de Arend.

Dankzij de hoge resolutie van ALMA, het team kreeg een zeer gedetailleerd beeld van de ruimte rond W43A. "De meest opvallende structuren zijn de kleine bipolaire jets, " zegt Tafoya, de hoofdauteur van het onderzoekspaper gepubliceerd door de Astrofysische journaalbrieven . Het team ontdekte dat de snelheid van de jets wel 175 km per seconde is, wat veel hoger is dan eerdere schattingen. Op basis van deze snelheid en de grootte van de jets, het team berekende dat de leeftijd van de jets minder was dan een menselijke levensduur.

"Gezien de jeugd van de jets vergeleken met de totale levensduur van een ster, het is veilig om te zeggen dat we getuige zijn van het 'exacte moment' dat de jets net zijn begonnen door het omringende gas te duwen, " legt Tafoya uit. "Als de jets in zo'n 60 jaar door het omringende materiaal snijden, een enkele persoon kan de vooruitgang in hun leven zien."

In feite, de ALMA-afbeelding brengt duidelijk de verspreiding van stofwolken in kaart die door de jets worden meegevoerd, wat een veelbetekenend bewijs is dat het een impact heeft op de omgeving.

Het team gaat ervan uit dat dit meesleuren de sleutel is tot het vormen van een bipolaire planetaire nevel. In hun scenario de oude ster stoot oorspronkelijk gas sferisch uit en de kern van de ster verliest zijn omhulsel. Als de ster een metgezel heeft, gas van de metgezel stroomt naar de kern van de stervende ster, en een deel van dit nieuwe gas vormt de jets. Daarom, of de oude ster al dan niet een metgezel heeft, is een belangrijke factor om de structuur van de resulterende planetaire nevel te bepalen.

"W43A is een van de eigenaardige zogenaamde 'waterfontein'-objecten, " zegt Hiroshi Imai van de Universiteit van Kagoshima, Japan, een lid van het team. "Sommige oude sterren vertonen karakteristieke radio-emissies van watermoleculen. We veronderstellen dat vlekken van deze wateremissies het grensgebied tussen de jets en het omringende materiaal aangeven. We noemden ze "waterfonteinen, " en het zou een teken kunnen zijn dat de centrale bron een binariteitssysteem is dat een nieuwe jet lanceert."

"Er zijn tot nu toe slechts 15 'fontein'-objecten geïdentificeerd, ondanks het feit dat er meer dan 100 miljard sterren zijn opgenomen in ons Melkwegstelsel, " legt José Francisco Gómez van het Instituto de Astrofísica de Andalucía uit, Spanje. "Dit komt waarschijnlijk omdat de levensduur van de jets vrij kort is, dus we hebben veel geluk om zulke zeldzame objecten te zien."

Deze waarnemingsresultaten werden gepresenteerd in D. Tafoya et al. "De omhulling van de asymptotische reuzentakster W43A vormgeven met een gecollimeerde snelle straal", gepubliceerd door de Astrofysische journaalbrieven op 13 februari, 2020.