Astronomen ontdekken voor het eerst een ringvormige sterschijf buiten de Melkweg

Een baanbrekende ontdekking door astronomen heeft een roterende schijf rond een massieve ster in de Grote Magelhaense Wolk onthuld, wat nieuwe inzichten biedt in de stervorming in verschillende galactische omgevingen. Een internationaal team van astronomen rapporteert de eerste ontdekking van een roterende schijf rond een zich vormende ster met hoge massa in een ander sterrenstelsel dan de Melkweg.

Astronomen hebben een roterende schijf ontdekt rond een massieve ster die zich vormt in de Grote Magelhaanse Wolk, de meest verre waarneming ooit gedaan. De ontdekking, gedaan met behulp van het ALMA-observatorium en gedetailleerd beschreven in het tijdschrift Nature, onthult belangrijke verschillen in de stervormingsprocessen van verschillende sterrenstelsels, en benadrukt dat de Grote Magelhaanse Wolk minder stoffig en minder metaalrijk is dan de Melkweg. Afbeelding tegoed: ESO/L. Calcada

Deze schijf omringt een jonge, massieve ster in een stellaire kraamkamer genaamd N180, gelegen in een nabijgelegen dwergstelsel genaamd de Grote Magelhaense Wolk.

De schijf bevindt zich op een afstand van 163.000 lichtjaar van de aarde, waardoor het de verste schijf rond een massieve ster is die ooit rechtstreeks is gedetecteerd.

Deze artist's impression toont het HH1177-systeem, gelegen in de Grote Magelhaense Wolk, een naburig sterrenstelsel naast onze Melkweg. Het jonge, massieve stellaire object dat in het midden gloeit, verzamelt materiaal van de stoffige schijf terwijl het dit in krachtige stralen uitwerpt. Afbeelding tegoed: ESO/M. Kornmesser

Baanbrekende waarnemingen doen met ALMA

Met behulp van een partner van het European Southern Observatory (ESO), de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili, hebben onderzoekers gasbewegingen rond een jong stellair object in de Grote Magelhaense Wolk waargenomen die consistent zijn met een Kepler-accretieschijf - een accretieschijf die de groei van sterren bevordert door materiaal te injecteren.

Het onderzoeksteam, geleid door de Universiteit van Durham en met astronomen van het UK Astronomy Technology Centre, publiceerde de resultaten in het tijdschrift Nature.

Wanneer materiaal naar een groeiende ster wordt getrokken, kan het niet rechtstreeks op de ster vallen, maar wordt het vlakker en vormt een schijf die rond de ster draait. Dichter bij het centrum van de ster draait de schijf sneller, en dit snelheidsverschil is het ‘smogkanon’ dat astronomen het bestaan ​​van een accretieschijf laat zien.

Met behulp van de gecombineerde mogelijkheden van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory (ESO) en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarvan ESO een partner is, hebben we een schijf rond een jonge, massieve ster in een ander sterrenstelsel waargenomen. De afbeelding links is een waarneming van de Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) op de VLT, en toont de moederwolk LHA120-N180B waarin het systeem, genaamd HH1177, voor het eerst werd waargenomen. De middelste afbeelding toont de jets die ermee gepaard gaan. De bovenste helft van de jet is iets naar ons toe gericht, waardoor deze een blauwe verschuiving krijgt; de onderste helft trekt zich van ons terug, waardoor deze een rode verschuiving krijgt. Daaropvolgende ALMA-waarnemingen (rechts) onthulden een roterende schijf rond de ster, waarbij de zijkanten van de schijf ook naar ons toe en van ons af bewogen. Bron: ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/A.McLeodetal.

Hoofdauteur van het onderzoek, dr. Anna McLeod van het Centre for Extragalactic Astronomy van Durham University, zei: ‘Toen ik voor het eerst bewijs zag van een roterende structuur in de ALMA-gegevens, kon ik niet geloven dat we de eerste extragalactische accretieschijf hadden gedetecteerd; dit was een bijzonder moment. We wisten dat de schijf belangrijk was voor de vorming van sterren en planeten in de Melkweg is cruciaal, en hier zien we voor het eerst direct bewijs hiervan in een ander sterrenstelsel. We bevinden ons in een tijdperk van snelle vooruitgang op het gebied van de Melkweg. astronomische faciliteiten en technologie, en het is echt spannend om te kunnen bestuderen hoe sterren op zulke grote afstanden en in verschillende sterrenstelsels ontstaan."

In het midden van dit mozaïek bevindt zich een realistisch beeld van het jonge sterrenstelsel HH1177, gelegen in de Grote Magelhaense Wolk, een naburig sterrenstelsel naast de Melkweg. De afbeelding, verkregen door de Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory, toont jets die uit de ster komen. Vervolgens vonden de onderzoekers bewijs van een schijf rond de jonge ster met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarvan ESO een partner is. De afbeelding rechts is een artistieke impressie van het systeem, met de jets en schijven. Bron: ESO/A.McLeodetal./M.Kornmesser

Ontdekte kenmerken en impact

Zware sterren ontstaan ​​veel sneller en hebben een veel kortere levensduur dan sterren met een lagere massa, zoals de zon. In onze Melkweg zijn deze massieve sterren notoir moeilijk waar te nemen, vaak verduisterd door stoffig materiaal terwijl er zich een schijf omheen vormt.

In tegenstelling tot soortgelijke circumstellaire schijven in de Melkweg is dit systeem optisch zichtbaar, waarschijnlijk vanwege het lagere stof- en metaalgehalte in de omgeving. Hierdoor kunnen astronomen een kijkje nemen in de accretiedynamiek die doorgaans verborgen is achter gas en stof.

Analyse van de schijf laat zien dat op grotere afstanden van de centrale ster het binnenste Kepliaanse gebied overgaat in invaginerend materiaal. Er wordt geschat dat de ster ongeveer 15 keer zo zwaar is als de zon.

Hoewel de schijf van de Melkweg veel bekende kenmerken heeft, komen er enkele intrigerende verschillen naar voren. Het lage metaalgehalte dat typisch is voor LMC lijkt de schijf stabieler te maken wanneer deze kapot gaat.