eso1634is — Fréttatilkynning

ALMA finnur hjúp í kringum stjörnu með óvæntri efnasamsetningu

Fyrsta sinnar tegundar sem finnst utan Vetrarbrautarinnar

29. september 2016

Hópur japanskra stjörnufræðinga hefur fundið heitan og þéttan efnishjúp með flóknum sameindum í kringum nýfædda stjörnu með hjálp ALMA. Þessi einstaklega heiti sameindahjúpur er sá fyrsti sinnar tegundar sem fundist hefur fyrir utan Vetrarbrautina okkar. Efnasamsetning hans er ólík samskonar fyrirbærum í Vetrarbrautinni okkar sem bendir til þess þau efnafræðilegu ferli sem eiga sér stað í geimnum séu mun fjölbreyttari en áður var talið.

Hópur japanskra stjörnufræðinga notaði Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) til að kanna massamikla stjörnu sem kallast ST11 [1] í nágrannavetrarbraut okkar, Stóra Magellansskýinu. Í mælingunum sást útgeislun frá ýmsum sameindum á gasformi. Það benti til þess að stjörnufræðingarnir hefðu fundið svæði úr tiltölulega heitu og þéttu sameindagasi í kringum nýfædda stjörnu sem kallast ST11. Mælingarnar voru sönnunargögn um að stjörnufræðingarnir hefðu fundið eitthvað sem hafði aldrei sést áður fyrir utan Vetrarbrautina okkar — heitur sameindakjarni [2].

„Þetta er í fyrsta sinn sem við mælum heitan sameindakjarna fyrir utan Vetrarbrautina okkar og sýnir vel getu nýrra kynslóða sjónauka til að rannsaka stjarnfræðileg fyrirbæri handan Vetrarbrautarinnar,“ sagði Takashi Shimonishi, stjörnufræðingur við Tohoku háskóla í Japan og aðalhöfundur greinar um rannsóknina.

Mælingar ALMA sýndu að efnasamsetning þessa fyrirbæris í Stóra Magellansskýinu var harla ólík sambærilegum fyrirbærum í Vetrarbrautinni okkar. Efnafræðileg fingraför kunnuglegra sameinda á borð við brennisteinsdíoxíðs, nituroxíðs og formaldehýðs — auk ryks — voru mest áberandi. Nokkur lífræn efnasambönd, þar á meðal metanól (einfaldasta alkóhólsameindin), mældust líka í mjög litlu magni í heita sameindakjarnanum. Til samanburðar hafa samskonar sameindakjarnar í Vetrarbrautinni okkar fjölbreytta flóru lífrænna sameinda, þar á meðal metanóls og etanóls.

„Mælingarnar benda til þess að sameindasamsetning þess efnis sem myndar stjörnur og reikistjörnur sé miklu fjölbreyttari en við áttum von á,“ sagði Takashi Shimonishi.

Í Stóra Magellansskýinu er lítið af öðrum frumefnum en vetni og helíumi [3]. Rannsóknarteymið ályktar sem svo að sameindamyndanir ferli, sem eiga sér stað við stjörnuna ST11, hafi haft áhrif á umhverfið og gæti það útskýrt muninn á efnasamsetningunni.

Enn sem komið er er ekki ljóst hvort stóru og flóknu sameindirnar sem við sjáum í Vetrarbrautinni okkar verði til í heitum sameindakjörnum í öðrum vetrarbrautum. Flóknar lífrænar sameindir þykja sérstaklega áhugaverðar í ljósi þess að sumar tengjast forlífrænum sameindum sem myndast í geimnum. Þessi sameindakjarni í einum næsta nágranna okkar í geimnum er því fyrirtaks rannsóknarefni fyrir stjörnufræðinga að varpa ljósi á málið. Hún vekur einnig upp aðra spurningu: Hver eru áhrif efnafræðilegs fjölbreytileika vetrarbrauta á þróun lífs?

Skýringar

[1] ST11 nefnist fullu nafni 2MASS J05264658-6848469 og er skilgreind sem ungt stjörnufyrirbæri. Þótt fyrirbærið virðist vera stök stjarna er mögulegt að um sé að ræða þéttan hóp stjarna eða hugsanlega fjölstirnakerfi. Fyrirbærið var viðfangsefni stjörnufræðinganna og niðurstöður þeirra sýndu að ST11 er umlukið heitum sameindakjarna.

[2] Heitir sameindakjarnar hljóta að vera: (Tiltölulega) smáir, ef til vill innan við hálft ljósár í þvermál; með þéttleika sem nemur hundrað milljörðum sameinda á rúmmetra (miklu minna en á Jörðinni en mikið í samanburði við geiminn milli stjarna); heitir með hitastig yfir –173°C. Þetta gerir þá að minnsta kosti 80°C heitari en hefðbundin sameindaský, þrátt fyrir að vera álíka þétt. Heitu kjarnarnir verða til snemma í þróun efnismikilla stjarna og gætu leikið lykilhlutverk í myndun flókinna efna í geimnum.

[3] Kjarnasamruninn sem á sér stað þegar stjarna hættir að brenna vetni í helíum býr til þyngri frumefni. Þyngri frumefnin kastast út í geiminn þegar efnismiklar stjörnur springa. Þar af leiðandi, þegar alheimurinn eldist, eykst magn þungra frumefna. Í Stóra Magellansskýinu er lítið af þungum frumefnum og veitir það innsýn í þau efnafræðilegu ferli sem áttu sér stað í árdaga alheimsins.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin í kynnt í greininni The Detection of a Hot Molecular Core in the Large Magellanic Cloud with ALMA sem birtist í tímaritinu Astrophysical Journal hinn 9. ágúst 2016.

Í rannsóknarteyminu eru Takashi Shimonishi (Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences & Astronomical Institute, Tohoku University, Japan), Takashi Onaka (Department of Astronomy, The University of Tokyo, Japan), Akiko Kawamura (National Astronomical Observatory of Japan, Japan) og Yuri Aikawa (Center for Computational Sciences, The University of Tsukuba, Japan)

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni ESO, National Science Foundation (NSF) í Bandaríkjunum og National Institutes of Natural Sciences (NINS) í Japan, í samvinnu við Chile. ALMA er fjármögnuð af ESO fyrir hönd aðildarríkja þess, af NSF í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og NINS í samvinnu við Academia Sinica (AS) í Taívan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd aðildarríkjanna en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Takashi Shimonishi
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences
Tohoku University, Sendai, Miyagi, Japan
Tölvupóstur: shimonishi@astr.tohoku.ac.jp

Masaaki Hiramatsu
NAOJ Chile Observatory EPO officer
Sími: +81 422 34 3630
Tölvupóstur: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1634.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1634is
Nafn:2MASS J05264658-6848469
Tegund:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Young Stellar Object
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016ApJ...827...72S

Myndir

Artist's impression of the hot molecular core discovered in the Large Magellanic Cloud
Artist's impression of the hot molecular core discovered in the Large Magellanic Cloud
texti aðeins á ensku
ALMA results and the region seen in infrared light
ALMA results and the region seen in infrared light
texti aðeins á ensku

Sjá einnig