Waarnemingen met hoge resolutie van een jong stervormingssysteem onthullen duidelijk een paar protosterren in hun vroegste evolutiestadia, diep ingebed in de bron IRAS 16293-2422 in de moleculaire wolk Ophiuchus. Het team onder leiding van het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics gebruikte de ALMA-interferometer niet alleen om de bronconfiguratie vast te stellen, maar ook om de gas- en stellaire kinematica te meten, het bepalen van de massa van het jonge binaire getal. De twee nabije protosterren zijn wat zwaarder dan eerder werd gedacht en draaien eens in de ongeveer 400 jaar om elkaar heen.

Het systeem genaamd IRAS 16293-2422 is een van de helderste stervormingsgebieden in onze buurt. Het bevindt zich in de moleculaire wolk Ophiuchus op een afstand van ongeveer 460 lichtjaar en is uitgebreid bestudeerd, ook omdat het een sterke emissie van talrijke complexe organische moleculen vertoont, bouwstenen van prebiotische soorten. Echter, tot nu toe was de gedetailleerde configuratie van de regio onduidelijk, met waarnemingen op verschillende golflengten die meerdere compacte bronnen op enigszins verschillende locaties laten zien. Deze verwarring was te wijten aan de grote hoeveelheid materiaal voor de ontluikende protosterren, verwacht in deze vroegste stadia van vorming.

Een internationaal team van astronomen onder leiding van het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) heeft nu radiowaarnemingen met hoge resolutie verkregen met de ALMA-interferometer, die duidelijk twee compacte bronnen A1 en A2 onthult naast de bekende protoster B (zie figuur 1). "Onze waarnemingen bevestigen de locatie van de twee nabije protosterren en laten zien dat elk is omgeven door een zeer kleine stofschijf. Beide, beurtelings, zijn op hun beurt ingebed in een grote hoeveelheid materiaal met complexe patronen", merkt María José Maureira van MPE op, de hoofdauteur van de studie.

De bron A1 heeft een massa van iets minder dan 1 zonnemassa en is ingebed in een kleine stofschijf ter grootte van de asteroïdengordel; de bron A2 heeft een massa van ongeveer 1,4 zonsmassa en is ingebed in een wat grotere schijf (zie figuur 2). interessant, deze schijf rond A2 verschijnt ook onder een hoek in vergelijking met de algemene oriëntatie van de grotere wolkenstructuur, terwijl de schijf rond de bron B - op een veel grotere afstand - face-on wordt gezien, wat wijst op een nogal chaotische formatiegeschiedenis.

Naast directe beeldvorming van de stofemissie, het team verkreeg ook informatie over de beweging van het gas rond de sterren door observaties van spectraallijnen van organische moleculen, die het gebied met hoge dichtheid rond het ontdekte binaire systeem goed traceren. Hierdoor konden ze een onafhankelijke massameting krijgen en bevestigen dat A1 en A2 een gebonden paar vormen.

Door hun laatste waarnemingen te combineren met gegevens die de afgelopen 30 jaar zijn verzameld, het team ontdekte dat de twee sterren eens in de 360 ​​jaar om elkaar heen draaien op een afstand die vergelijkbaar is met de omvang van Pluto's baan, waar de baan ongeveer 60° gekanteld is (zie Fig. 3). "Dit is de eerste keer dat we in dit vroege stadium van stervorming de volledige baanparameters van een dubbelstersysteem hebben kunnen afleiden, " wijst Jaime Pineda van MPE aan, die hebben meegewerkt aan de modellering.

"Met deze resultaten zijn we eindelijk in staat om in een van de meest ingebedde en jongste proto-stellaire systemen te duiken, het onthullen van zijn dynamische structuur en complexe morfologie, waar we duidelijk draadvormig materiaal zien dat de circumstellaire schijven verbindt met het omringende gebied en waarschijnlijk met de circubumbinaire schijf. De kleine schijven worden waarschijnlijk nog steeds gevoed en groeien!" benadrukt Paola Caselli, directeur bij MPE en hoofd van het Center for Astrochemical Studies. "Dit was alleen mogelijk dankzij de grote gevoeligheid van ALMA en de waarnemingen van moleculen die deze dichte gebieden op unieke wijze traceren. Moleculen sturen ons signalen op zeer specifieke frequenties, en, na veranderingen van dergelijke frequenties in het gebied (als gevolg van interne bewegingen) kan men de complexe kinematica van het systeem reconstrueren. Dit is de kracht van astrochemie."