Astronomen die gebruik maken van het W.M. Keck Observatorium op het eiland Hawaï hebben vanaf Maunakea de meest gedetailleerde en complete opnamen gemaakt die ooit zijn gemaakt van de zone waar het beroemde sterrenbeeld Orion wordt bestraald met ultraviolette (UV) straling van massieve jonge sterren.

Deze bestraalde neutrale zone, een Photo-Dissociation Region (PDR) genoemd, bevindt zich in de Orion-balk in de Orionnevel, een actieve stervormingslocatie in het midden van het "zwaard" dat aan de "riem" van Orion hangt. Wanneer bekeken met het blote oog, wordt de nevel vaak aangezien voor een van de sterren in het sterrenbeeld; wanneer bekeken met een telescoop, wordt de fotogenieke nevel gezien als een gloeiende gasvormige stellaire kraamkamer op 1350 lichtjaar van de aarde.

"Het was opwindend om de eerste te zijn, samen met mijn collega's van het James Webb Space Telescope-team 'PDRs4All', om de scherpste beelden van de Orion Bar te zien die ooit in het nabij-infrarood zijn gemaakt", zegt Carlos Alvarez, een stafastronoom bij Keck Observatory. en co-auteur van de studie.

Omdat de Orionnevel het dichtstbijzijnde massieve stervormingsgebied voor ons is en mogelijk vergelijkbaar is met de omgeving waarin ons zonnestelsel is geboren, is het bestuderen van zijn PDR - het gebied dat wordt verwarmd door sterrenlicht - een ideale plek om aanwijzingen te vinden over hoe sterren en planeten worden gecreëerd.

"Het observeren van foto-dissociatieregio's is als kijken naar ons verleden", zegt Emilie Habart, universitair hoofddocent aan het Institut d'Astrophysique Spatiale aan de Paris-Saclay University en hoofdauteur van een paper over deze studie. "Deze regio's zijn belangrijk omdat ze ons in staat stellen te begrijpen hoe jonge sterren de gas- en stofwolk beïnvloeden waarin ze worden geboren, met name op plaatsen waar sterren, zoals de zon, worden gevormd."

De studie is geaccepteerd voor publicatie in het tijdschrift Astronomy &Astrophysics , en is beschikbaar in preprint-formaat op arXiv.org.

Deze pathfinder-waarnemingen hebben geholpen bij de planning van het James Webb Space Telescope (JWST) Early Release Science (ERS)-programma PDRs4All:Stralingsfeedback van massieve sterren (ID1288). Het PDRs4All-programma wordt beschreven in een Publicaties van de Astronomical Society of the Pacific paper van Berné, Habart, Peeters et al. (2022).

Methodologie

Om de PDR van Orion te onderzoeken, gebruikte het PDRs4All-team de tweede generatie Near-Infrared Camera (NIRC2) van Keck Observatory in combinatie met het adaptieve opticasysteem van de Keck II-telescoop. Ze brachten met succes de regio in beeld met zulke extreme details dat de onderzoekers in staat waren om de verschillende substructuren van de Orion Bar ruimtelijk op te lossen en te onderscheiden - zoals richels, filamenten, bolletjes en proplyds (extern verlichte fotoverdampende schijven rond jonge sterren) - die zich vormden als sterlicht gestraald en vormde het mengsel van gas en stof in de nevel.

"Nooit eerder hebben we op kleine schaal kunnen waarnemen hoe interstellaire materiestructuren afhankelijk zijn van hun omgeving, met name hoe planetaire systemen zich kunnen vormen in omgevingen die sterk worden bestraald door massieve sterren", zei Habart. "Dit kan ons in staat stellen om de erfenis van het interstellaire medium in planetaire systemen beter te begrijpen, namelijk onze oorsprong."

Massieve jonge sterren zenden grote hoeveelheden UV-straling uit die de fysica en chemie van hun lokale omgeving beïnvloeden; hoe deze golf van energie die de sterren in hun oorspronkelijke wolk injecteren, de stervorming beïnvloedt en vormt, is nog niet goed bekend.

De nieuwe Keck Observatory-beelden van de Orion Bar zullen astronomen helpen dit proces beter te begrijpen, omdat ze in detail laten zien waar gas in zijn PDR verandert van heet geïoniseerd gas, naar warm atomair gas naar koud moleculair gas. Het in kaart brengen van deze omzetting is belangrijk omdat het dichte, koude moleculaire gas de brandstof is die nodig is voor stervorming.

Wat nu

Deze nieuwe waarnemingen van Keck Observatory hebben geleid tot plannen voor JWST-waarnemingen van de Orion Bar, een van de doelen van JWST en naar verwachting in de komende weken.

"Een van de meest opwindende aspecten van dit werk is dat Keck een fundamentele rol speelt in het JWST-tijdperk," zei Alvarez. "JWST zal in staat zijn om dieper in de Orion Bar en andere PDR's te duiken, en Keck zal een belangrijke rol spelen bij het valideren van de vroege wetenschappelijke resultaten van JWST. Samen kunnen de twee telescopen een uniek inzicht verschaffen in de kenmerken van het gas en de chemische samenstelling van PDR's, die zal ons helpen de aard van deze fascinerende met sterren bezaaide gebieden te begrijpen." + Verder verkennen

Hubble ontdekt vlam Nevel's verschroeiende sterren kunnen planeetvorming stoppen