Nieuwe ALMA-waarnemingen laten zien dat er gewoon tafelzout is op een niet zo gewone locatie:1, 500 lichtjaar van de aarde in de schijf rond een massieve jonge ster. Hoewel zouten zijn gevonden in de atmosferen van weleer, stervende sterren, dit is de eerste keer dat ze zijn gezien rond jonge sterren in sterrenkraamkamers. De detectie van deze met zout bedekte schijf kan astronomen helpen de chemie van stervorming te bestuderen en andere soortgelijke protosterren te identificeren die verborgen zijn in dichte cocons van stof en gas.

Een team van astronomen en chemici heeft met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) de chemische vingerafdrukken gedetecteerd van natriumchloride (NaCl) en andere soortgelijke zoute verbindingen afkomstig van de stoffige schijf rond Orion Source I, een enorme, jonge ster in een stoffige wolk achter de Orionnevel.

"Het is verbazingwekkend dat we deze moleculen überhaupt zien, " zei Adam Ginsburg, een Jansky Fellow van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Socorro, New Mexico, en hoofdauteur van een paper dat is geaccepteerd voor publicatie in de Astrofysisch tijdschrift . "Aangezien we deze verbindingen alleen in de afgestoten buitenste lagen van stervende sterren hebben gezien, we weten niet helemaal wat onze nieuwe ontdekking betekent. De aard van de detectie, echter, laat zien dat de omgeving rond deze ster zeer ongebruikelijk is."

Om moleculen in de ruimte te detecteren, astronomen gebruiken radiotelescopen om te zoeken naar hun chemische handtekeningen - veelbetekenende pieken in de uitgespreide spectra van radio en millimetergolflengte. Atomen en moleculen zenden deze signalen op verschillende manieren uit, afhankelijk van de temperatuur van hun omgeving.

De nieuwe ALMA-waarnemingen bevatten een onstuimige reeks spectrale handtekeningen - of overgangen, zoals astronomen ernaar verwijzen - van dezelfde moleculen. Om zulke sterke en gevarieerde moleculaire vingerafdrukken te maken, de temperatuurverschillen waar de moleculen zich bevinden moeten extreem zijn, variërend van 100 Kelvin tot 4, 000 kelvin (ongeveer -175 Celsius tot 3700 Celsius). Een diepgaande studie van deze spectrale pieken zou inzicht kunnen verschaffen in hoe de ster de schijf verwarmt, wat ook een nuttige maatstaf zou zijn voor de helderheid van de ster.

"Als we kijken naar de informatie die ALMA heeft verstrekt, we zien ongeveer 60 verschillende overgangen - of unieke vingerafdrukken - van moleculen zoals natriumchloride en kaliumchloride die uit de schijf komen. Dat is zowel schokkend als opwindend, " zei Brett McGuire, een chemicus bij de NRAO in Charlottesville, Virginia, en co-auteur van het papier.

De onderzoekers speculeren dat deze zouten afkomstig zijn van stofkorrels die botsten en hun inhoud in de omringende schijf morsten. Hun waarnemingen bevestigen dat de zoute gebieden de locatie van de circumstellaire schijf volgen.

"Als we protosterren op deze manier bestuderen, de signalen van de schijf en de uitstroom van de ster worden verward, waardoor het moeilijk is om de een van de ander te onderscheiden, " zei Ginsburg. "Omdat we nu alleen de schijf kunnen isoleren, we kunnen leren hoe het beweegt en hoeveel massa het bevat. Het kan ons ook nieuwe dingen over de ster vertellen."

De detectie van zouten rond een jonge ster is ook interessant voor astronomen en astrochemici, omdat sommige van de samenstellende atomen van zouten metalen zijn:natrium en kalium. Dit suggereert dat er mogelijk andere metaalbevattende moleculen in deze omgeving zijn. Als, het kan mogelijk zijn om soortgelijke waarnemingen te gebruiken om de hoeveelheid metalen in stervormingsgebieden te meten. "Dit type onderzoek is momenteel helemaal niet voor ons beschikbaar. Vrij zwevende metaalverbindingen zijn over het algemeen onzichtbaar voor radioastronomie, " merkte McGuire op.

De zoute handtekeningen werden gevonden in ongeveer 30 tot 60 astronomische eenheden (AU, of de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon) van de gaststerren. Op basis van hun observaties, de astronomen concluderen dat er in deze regio misschien wel één sextiljoen (een één met 21 nullen erachter) kilogram zout is, wat ongeveer gelijk is aan de totale massa van de oceanen op aarde.

"Onze volgende stap in dit onderzoek is om te zoeken naar zouten en metaalmoleculen in andere regio's. Dit zal ons helpen begrijpen of deze chemische vingerafdrukken een krachtig hulpmiddel zijn om een ​​breed scala aan protoplanetaire schijven te bestuderen, of als deze detectie uniek is voor deze bron, "zei Ginsburg. "Als we naar de toekomst kijken, de geplande Next Generation VLA zou de juiste mix van gevoeligheid en golflengtedekking hebben om deze moleculen te bestuderen en ze misschien te gebruiken als tracers voor planeetvormende schijven."

Orion Source I gevormd in de Orion Molecular Cloud I, een gebied van explosieve stergeboorte dat eerder met ALMA is waargenomen. [En hier.] "Deze ster werd ongeveer 550 jaar geleden met een snelheid van ongeveer 10 kilometer per seconde uit zijn moederwolk geworpen, " zei John Bally, een astronoom aan de Universiteit van Colorado en co-auteur van het papier. "Het is mogelijk dat vaste zoutkorrels werden verdampt door schokgolven toen de ster en zijn schijf abrupt werden versneld door een nauwe ontmoeting of botsing met een andere ster. Het valt nog te bezien of er zoutdamp aanwezig is in alle schijven rond massieve protosterren, of als dergelijke damp gewelddadige gebeurtenissen opspoort zoals die we met ALMA hebben waargenomen."