De bekende ster in het centrum van ons zonnestelsel heeft miljarden jaren gehad om te rijpen en ons hier op aarde uiteindelijk levengevende energie te geven. Maar heel lang geleden, onze zon was slechts een groeiende babyster. Hoe zag de zon eruit toen ze nog zo jong was? Dat is lang een mysterie geweest dat, indien opgelost, zou ons kunnen leren over de vorming van ons zonnestelsel - zo genoemd omdat sol het Latijnse woord is voor zon - en andere stellaire systemen die bestaan ​​uit planeten en kosmische objecten die rond sterren draaien.

"We hebben duizenden planeten ontdekt in andere sterrenstelsels in onze melkweg, maar waar kwamen al deze planeten vandaan? Waar kwam de aarde vandaan? Dat is wat mij echt drijft, " zegt Catherine Espaillat, hoofdauteur van het papier en een universitair hoofddocent astronomie aan de Boston University College of Arts &Sciences.

Een nieuw onderzoeksartikel gepubliceerd in Natuur door Espaillat en medewerkers geeft eindelijk nieuwe aanwijzingen over welke krachten in het spel waren toen onze zon nog in de kinderschoenen stond, detecteren, Voor de eerste keer, een uniek gevormde plek op een babyster die nieuwe informatie onthult over hoe jonge sterren groeien.

Wanneer een babyster wordt gevormd, Espaillat legt uit, het eet stof en gasdeeltjes op die eromheen wervelen in wat een protoplanetaire schijf wordt genoemd. De deeltjes botsen tegen het oppervlak van de ster in een proces dat accretie wordt genoemd.

"Dit is hetzelfde proces waar de zon doorheen ging, ' zegt Espaillat.

Protoplanetaire schijven worden gevonden in gemagnetiseerde moleculaire wolken, die in het hele universum door astronomen bekend staan ​​als broedplaatsen voor de vorming van nieuwe sterren. Er is een theorie dat de protoplanetaire schijven en de sterren verbonden zijn door een magnetisch veld, en de deeltjes volgen het veld naar de ster. Terwijl deeltjes op het oppervlak van de groeiende ster botsen, hotspots - die extreem heet en dicht zijn - vormen zich op de brandpunten van het accretieproces.

Kijkend naar een jonge ster op ongeveer 450 miljoen lichtjaar van de aarde, De observaties van Espaillat en haar team bevestigen, Voor de eerste keer, de nauwkeurigheid van de accretiemodellen van astronomen die zijn ontwikkeld om de vorming van hotspots te voorspellen. Die computermodellen vertrouwden tot nu toe op algoritmen die berekenen hoe de structuur van magnetische velden deeltjes van protoplanetaire schijven naar specifieke punten op het oppervlak van groeiende sterren stuurt. Nutsvoorzieningen, waarneembare gegevens ondersteunen die berekeningen.

Het BU-team, waaronder afgestudeerde student John Wendeborn, en postdoctoraal onderzoeker Thanawuth Thanathibodee, bestudeerde nauwkeurig een jonge ster genaamd GM Aur, gelegen in de Taurus-Auriga moleculaire wolk van de Melkweg. Het is momenteel onmogelijk om het oppervlak van zo'n verre ster te fotograferen, Espaillat zegt, maar andere soorten afbeeldingen zijn mogelijk, aangezien verschillende delen van het oppervlak van een ster licht in verschillende golflengten uitzenden. Het team heeft een maand lang dagelijks snapshots gemaakt van de lichtgolflengten die worden uitgezonden door het oppervlak van GM Aur, het samenstellen van datasets van X-ray, ultraviolet (UV), infrarood, en visueel licht. Om GM Aur te bekijken, ze vertrouwden op de "ogen" van NASA's Hubble-ruimtetelescoop, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), Swift Observatorium, en het wereldwijde telescoopnetwerk van Las Cumbres Observatory.

Deze bijzondere ster, GM Aur, maakt een volledige rotatie in ongeveer een week, en in die tijd zullen de helderheidsniveaus naar verwachting pieken en afnemen naarmate de helderdere hotspot zich van de aarde afwendt en dan weer terug naar onze planeet kijkt. Maar toen het team hun gegevens voor het eerst naast elkaar zette, ze waren stomverbaasd door wat ze zagen.

"We zagen dat er een verschuiving was [in de gegevens] met een dag, " zegt Espaillat. In plaats van dat alle lichtgolflengten tegelijkertijd pieken, UV-licht was op zijn helderst ongeveer een dag voordat alle andere golflengten hun hoogtepunt bereikten. Aanvankelijk, ze dachten dat ze mogelijk onnauwkeurige gegevens hadden verzameld.

"We hebben de gegevens zo vaak doorgenomen, de timing dubbel gecontroleerd, en besefte dat dit geen fout was, " zegt ze. Ze ontdekten dat de hotspot zelf niet helemaal uniform is, en het heeft een gebied binnenin dat zelfs heter is dan de rest.

"De hotspot is geen perfecte cirkel... het is meer een boog met een deel van de boog dat heter en dichter is dan de rest, ", zegt Espaillat. De unieke vorm verklaart de verkeerde uitlijning in de lichtgolflengtegegevens. Dit is een fenomeen op een hotspot die nog nooit eerder is gedetecteerd.

"Deze [studie] leert ons dat de hotspots voetafdrukken zijn op het stellaire oppervlak gecreëerd door het magnetische veld, " Zegt Espaillat. Op een gegeven moment, de zon had ook hotspots - anders dan zonnevlekken, dat zijn gebieden van onze zon die koeler zijn dan de rest van het oppervlak - geconcentreerd in de gebieden waar het deeltjes aan het opeten was van een omringende protoplanetaire schijf van gas en stof.

Eventueel, protoplanetaire schijven vervagen, sterren achterlatend, planeten, en andere kosmische objecten die een stellair systeem vormen, zegt Espaillat. Er is nog steeds bewijs van de protoplanetaire schijf die ons zonnestelsel voedde, ze zegt, gevonden in het bestaan ​​van onze asteroïdengordel en alle planeten. Espaillat zegt dat het bestuderen van jonge sterren die vergelijkbare eigenschappen hebben met onze zon, de sleutel is tot het begrijpen van de geboorte van onze eigen planeet.