ALMA opdager det nye værktøj til at udforske babystjerner

ALMA opdager det nye værktøj til at udforske babystjerner

Selvom det antages, at stjerner er dannet af en sammentrækning af interstellær gas, er der stadig mange mysterier tilbage, der ikke er løst i stjernedannelsesprocessen. For eksempel har astronomer ikke et klart svar på spørgsmålene, som de massive stjerner er dannet? formationsprocesserne i massive og lave massestjerner er identiske? er dels fordi massive stjerner er dannet langt fra solsystemet, og det er svært at udforske nærheden af ​​babyens massive stjerner i tilstrækkelig opløsning.

Et af de populære genstande til at studere dannelsen af ​​massive stjerner er KL Orion-nebulaen, som udsender stærkt infrarødt lys. Orion KL er objektet tættest på solsystemet (ca. 1400 lysår) hvor stjernerne otte gange eller mere massive end solen bliver dannet. Siden sin opdagelse i 1967 er denne kilde blevet observeret af mange astronomer. For eksempel blev den valgt som det første mål for Subaru Teleskopet.

Forskningsgruppen ledet af Tomoya Hirota, en assisterende professor ved NAOJ, har lavet højopløselige observationer af vand og SiO masers (stærk radioemission som ligner laser) i Orion KL med et NAOJs radioteleskop netværk VERA. [1]

I Orion KL, en ejendommelig babystjerne jeg ligger, hvis detaljerede opfattelse endnu ikke er opnået. SiO maser emission blev detekteret mod I, hvilket er usædvanligt, fordi maser-emissionen kun er registreret i tre kilder, herunder jeg undtagen gamle stjerner. Da SiO maser ofte opdages fra højtemperaturgasen omkring de gamle stjerner, lavede forskergruppen en hypotese om, at andre molekylære linjer som dem, der udsendes fra interstellær gas i høj temperatur, der er karakteristiske for de gamle stjerner, kan detekteres omkring Orion KL. De fokuserede på høj energi vandmaser emission (bølgelængde på 1,3 mm, frekvens på 232 GHz) stammer fra høj temperatur gas ved en temperatur på 3200 grader Celsius. Denne linje blev ikke fundet i Orion ved observationer med 10 m klassetradotelteleskoper, men ALMA ville kunne registrere linjen med den hidtil usete følsomhed og opløsning. For at undersøge muligheden for deres ide startede forskningsgruppen datareduktionen af ​​ALMA Science Verification data fra Orion KL. [2]

ALMA observationerne fra Orion KL blev udført den 20. januar 2012 med 16 antenner. Forskergruppen analyserede dataene omkring 232 GHz og søgte vandmaseremissionen.

Som et resultat af analysen fandt de en klar radioemission i 232 GHz, hvilket er i overensstemmelse med hyppigheden af ​​høj energi vandmaser. Det er selvfølgelig den første detektion af radioemissionen ved denne frekvens. Efter en omhyggelig inspektion af dataene og molekyllinjedatabasen fandt de, at en anden linjemission fra methylformiatmolekylet (HCOOCH3) ligger meget tæt på vandmaseremissionen.

Dette er observationen med et enkelt skålteleskop, vi kan ikke skelne linjemissionen fra vand og methylformiat, og det ville være svært at udlede nye oplysninger. Takket være den høje opløsning af ALMA observationerne blev det dog muligt at kende den position, hvor linjemissionen er stærkt påvist, og vi kan udforske detaljerne siger Hirota. Deres inspektionsresultater viser, at vandmassen og linjemissionen fra methylformiat udledes i forskellige dele af Orion KL. Vandsamleren er stærkt detekteret omkring jeg, og det er bevist, at denne maser udsendes fra højtemperaturgasen omkring I Dette er den første detektion af høj energi vandmaser i stjernedannende regioner.

Hvad er den nøjagtige kilde til denne høje energi vandemission i I SiO maser opdaget med VERA og lavere energi vandmaser giver et tip. Sammenligning af disse maseremissioner opnået med andre teleskoper og vandmasseremissionen opnået med ALMA viser, at disse emissioner har den samme hastighed. Astronomer foreslog, at SiO maser udsendes fra gasskiven omkring mig. Den lav-energi vandmaser udledes fra højhastighedstråden udstødt langs gasdiskens akse. Hirota. 16 antenner blev brugt med den maksimale basislinje på 350 m i denne observatorie for videnskabsrevision, men der var kun 20 minutter nødvendigt for at detektere denne svage vandmaseremission. Vi har fået et nyt værktøj til at udforske nærheden af ​​høj temperaturgas omkring babystjerner med ALMA. Ud fra disse videnskabelige verifikationsdata ser vandmasseremissionen ud som en punktkilde, og det er umuligt at undersøge dets interne struktur. Ved at kombinere SiO maser set med VERA og højere opløsning mm / submm emission med ALMA, forventer forskerne direkte at undersøge gasskiven og højhastighedstrålen omkring I. Orion KL er et af de mest mystiske objekter siden dets opdagelse for 50 år siden. Det forventes, at observationer med høj opløsning med ALMA vil afsløre Orion KLs karakter og give et komplet billede af den massive stjernedannelse.

[1] VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry) er netværket af fire 20 m radioteleskoper beliggende i Japan (Mizusawa, Iriki, Ogasawara, Ishigaki, se link). Hovedformålet med VERA-projektet er at konstruere det detaljerede kort over vores Melkevejs Galaxy ved at måle den præcise position af mange himmelske objekter. For at måle afstande af disse objekter har projekterne observeret en række maseremissioner. VERA målte den præcise afstand til Orion KL.

[2] Formålet med videnskabsverifikation (SV) observation er at verificere ALMAs observationskapacitet og datakvalitet. Målene for SV observationer vælges fra de godt observerede objekter med de eksisterende teleskoper for at muliggøre sammenligningen. og grundlæggende dataanalyse blev udført af ALMA observatoriet personale, og de behandlede data er offentligt tilgængelige på internettet, så astronomer kan bruge dem til deres forskning.

Denne undersøgelse støttes dels af JSPS Grant i Aid for Young Scientists (A) (24684011).

Denne undersøgelse er rapporteret i papiret ‘Den første detektion af den 232 GHz vibrationsspændte H2O maser i Orion KL med ALMA’ af Hirota et al. optrådte i The Astrophysical Journal Letters 757, L1.

Forskergruppen består af T. Hirota, M. K. Kim og M. Honma (Observatoriet for Mizusawa VLBI, Det Nationale Astronomiske Observatorium i Japan).

Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en international astronomifacilitet, er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Republikken Chile. National Science Foundation (NSF) i samarbejde med Canadas National Research Council (NRC) og NIC (National Science Council of Taiwan) og i Østasien af ​​Japans nationale institutter for naturvidenskab (NINS) i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan. ALMA konstruktion og operationer ledes på vegne af Europa af ESO på vegne af Nordamerika af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), der forvaltes af Associated Universities, Inc. (AUI) og på vegne af Østasien af ​​National Astronomical Observatoriet for Japan (NAOJ). Det Fælles ALMA Observatorium (JAO) giver en ensartet ledelse og ledelse af ALMA’s opførelse, idriftsættelse og drift.

Close Menu