Geheimnisvolle Staubwolke in verschiedenen Wellenlängen. Bildnachweis: CfA. Klicken um zu vergrößern.
In einer Übung, die die Leistungsfähigkeit einer Untersuchung mit mehreren Wellenlängen unter Verwendung verschiedener Einrichtungen demonstriert, haben Astronomen des Harvard-Smithsonian-Zentrums für Astrophysik (CfA) die wahre Natur eines mysteriösen Objekts entschlüsselt, das sich in einer dunklen kosmischen Wolke versteckt. Sie fanden heraus, dass die Wolke, die einst als merkwürdig galt, einen Babystern oder möglicherweise einen gescheiterten Stern enthält, der als „brauner Zwerg“ bekannt ist und sich immer noch in ihrem staubigen Kokon bildet.
Beobachtungen deuten darauf hin, dass das mysteriöse Objekt eine etwa 25-fache Masse des Jupiter hat, was es direkt in das Reich der Braunen Zwerge bringen würde. Seine Masse kann jedoch irgendwann groß genug werden, um ihn als kleinen Stern zu qualifizieren. Das Objekt ist auch kühl und schwach und scheint mit weniger als 1/20 der Leuchtkraft der Sonne.
"Dieses Objekt ist der Rest der Sternentstehungsfamilie", sagte der CfA-Astronom Tyler Bourke.
Um die wahre Natur des Objekts festzustellen, waren die einzigartigen Fähigkeiten des Submillimeter Arrays (SMA) in Hawaii erforderlich. "Die SMA entdeckte, was kein Einzelschalenteleskop sehen konnte", sagte Bourke.
Mithilfe der SMA konnten Wissenschaftler einen schwachen Materialabfluss feststellen, der durch Sternentstehungstheorien vorhergesagt wurde. Dieser Abfluss - zehnmal kleiner als zuvor - bestätigte sowohl die geringe Masse des Objekts als auch seine Assoziation mit der umgebenden dunklen Wolke. "Die Empfindlichkeit und Auflösung des Submillimeter-Arrays mit seinen mehreren Antennen waren entscheidend für die Erkennung des Abflusses", sagte Bourke.
Das rätselhafte Objekt wurde mit einer von Smithsonian entwickelten Infrarotkamera an Bord des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA entdeckt. Spitzer untersuchte die staubige kosmische Wolke mit dem Namen L1014 als Teil des Cores to Disks Legacy-Programms. Ein Kern ist die dichteste Region einer Wolke, massiv genug, um einen Stern wie die Sonne zu machen.
L1014, etwa 600 Lichtjahre entfernt im Sternbild Cygnus der Schwan, wurde ursprünglich als „sternloser Kern“ eingestuft, da es keine Hinweise auf Sternentstehung gab. Astronomen waren überrascht, als Spitzer-Bilder eine schwache Infrarotlichtquelle enthüllten, die sich im Kern zu befinden schien.
Zusätzliche Daten wurden benötigt, um zu bestätigen, dass das schwache Objekt direkt mit dem dunklen Kern verbunden war, anstatt eine zufällige Überlagerung eines weiter entfernten, profaneren Hintergrundobjekts zu sein.
Nahinfrarot-Beobachtungen des MMT-Observatoriums in Arizona ergaben einen Streulichtnebel, der das schwache zentrale Objekt in L1014 umgibt. "Das Licht des Objekts wird vom umgebenden Staub auf uns zu reflektiert", sagte die CfA-Astronomin Tracy Huard, die die MMT-Bilder aufgenommen hat. "Ein solcher Reflexionsnebel ist ein Fingerabdruck eines eingebetteten Objekts."
Die scheinbare Größe des Nebels zeigte an, dass sich die Lichtquelle wahrscheinlich innerhalb von L1014 und nicht in einer weiter entfernten Wolke befand. MMT-Daten gaben den Forschern auch die räumliche Ausrichtung oder Neigung des Objekts innerhalb von L1014. Die Astronomen wandten sich dann zur endgültigen Bestätigung an die SMA.
„Die Spitzer-Beobachtungen gaben uns Hinweise auf die Art des Objekts in L1014. Das MMT stärkte die Assoziation zwischen der Infrarotquelle und dem sternenlosen Kern. Das Submillimeter Array hat den Fall geklärt und die wahre Identität dieses Objekts enthüllt “, sagte Bourke.
Durch die Untersuchung schwacher, junger Objekte, wie sie sich noch in L1014 bilden, hoffen die Astronomen, mehr über die frühen Stadien der Sternentstehung zu erfahren.
"Der schwer fassbare Teil der Sternentstehung ist der Moment der Geburt", sagte der CfA-Astronom Phil Myers. „Um zu beantworten, wie es passiert, braucht man Beispiele für sehr junge Systeme. Dieses System ist nur etwa 10.000 bis 100.000 Jahre alt - ein Baby, was Sterne oder braune Zwerge betrifft. “
Die kombinierten Fähigkeiten von Spitzer, SMA und MMT waren wesentlich, um dieses Objekt zu finden und zu untersuchen. Diese Einrichtungen werden sich zweifellos als nützlich erweisen, um ähnliche sehr dunkle, sehr junge Objekte zu untersuchen - Objekte, die so jung sind, dass sie noch wachsen. "Sie sind so jung und schwach, dass wir nicht sagen können, wie viel Masse sie ansammeln werden", fügte Myers hinzu. "Für diese Objekte gibt es keinen vorgeburtlichen Test. Wir sind uns nicht sicher, was wir am Ende genau bekommen werden! "
Ein Artikel von Tyler L. Bourke et al. Die SMA-Beobachtungen werden in einer kommenden Ausgabe der Astrophysical Journal Letters veröffentlicht und sind online unter http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509865 verfügbar.
Ein zweites Papier von Tracy L. Huard et al. Die MMT-Beobachtungen werden im Astrophysical Journal veröffentlicht und sind online unter http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509302 verfügbar.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, ist eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA-Wissenschaftler, die in sechs Forschungsabteilungen unterteilt sind, untersuchen den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Originalquelle: CfA-Pressemitteilung
