science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Chandra-detectie van schijfloze jonge sterren

Een infraroodfoto in valse kleuren van het Serpens-cluster, en laat zijn jonge sterren zien die diep in een dichte stofrug turen die het optische licht verduistert. Astronomen gebruikten röntgenfoto's (ACISI-I) van het gebied om te concluderen dat een aantal van deze sterren inderdaad erg jong zijn, ook al bevatten ze geen schijven met materiaal om hen heen. De sterren zijn mogelijk hun schijven kwijtgeraakt door interacties in de cluster, terwijl schijfloze sterren meestal ouder zijn. Krediet:NASA/Spitzer en Winston 2018

Sterren vormen zich vaak in drukke omgevingen. Door de middelen van missies met meerdere golflengten zoals Chandra in de röntgenstraal en Spitzer in het infrarood te combineren, astronomen zijn in staat om dubbelzinnigheden op te lossen en een veel completere telling van clusterinhoud en de individuele eigenschappen van de populatie samen te stellen. Een voorbeeld hiervan is de ontwikkeling van (mogelijk protoplanetaire) schijven rond nieuwe sterren. Schijven vormen samen met de nieuwe ster en evolueren dan over een paar miljoen jaar voordat ze verdwijnen, misschien planeten achterlatend, en in geclusterde omgevingen kan hun ontwikkeling worden beïnvloed door interacties met buren.

Stellaire schijven worden verwarmd door hun sterren en werden voor het eerst waargenomen via de infrarode emissie van het warme stof. Meer geëvolueerde jonge sterren zonder schijven missen deze karakteristieke infraroodsignatuur en kunnen dus worden geïdentificeerd als de meer geëvolueerde sterren in een cluster. Er werd ook ontdekt dat jonge sterren verhoogde niveaus van röntgenstraling uitzenden in vergelijking met hoofdreekssterren vanwege hun interne circulatie die zich nog steeds ontwikkelt. (In feite, jonge sterren kunnen duizenden keren helderder zijn in röntgenstraling dan hun oudere stellaire tegenhangers.) In een drukke clusteromgeving, echter, waar men denkt dat andere factoren dan leeftijd de ontwikkeling van een schijf kunnen remmen of verstoren, de röntgenstraling biedt een onafhankelijk hulpmiddel om die jonge sterren zonder schijven te identificeren.

De Serpens Zuid-cluster van sterren, naar schatting ongeveer 900 lichtjaar verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Serpens, is erg jong en zijn sterren worden zwaar gemaskeerd door het dikke geboortestof in hun omgeving - inderdaad, het wordt beschouwd als een van de jongste regio's bij ons in de buurt, waardoor het een belangrijk testbed is voor de studie van schijfevolutie in geclusterde omgevingen. CfA-astronomen Elaine Winston en Scott Wolk en twee medewerkers gebruikten gegevens van Chandra en Spitzer om zesenzestig jonge sterren in de cluster te analyseren met zowel infrarood- als röntgenstraling. Ze vonden vijf sterren die schijfloos en oud leken omdat ze de infraroodsignatuur van schijven misten, maar op basis van hun röntgenstraling zijn ze eigenlijk nog vrij jong:hun schijfdissipatie is niet het resultaat van veroudering maar van clusterinteracties, overeenstemming met de theorie.

Het team was ook in staat om een ​​al lang bestaand geschil over de afstand tot het cluster aan te pakken. Veel astronomen hadden aangenomen dat het maar liefst drieduizend lichtjaar verwijderd was, dezelfde afstand als een andere cluster in dat gebied van de hemel, maar het is bekend dat de intrinsieke röntgenhelderheid van jonge sterren in clusters een relatief smalle verdeling van waarden volgt, en de waargenomen röntgenstraling van deze sterren pleit tegen de grotere afstandsschatting en in het voordeel van de 900 lichttraanwaarde.