HOPS 383:Røntgenstråler fra en nyfødt stjerne antyder vores sols tidligste dage

Ved at detektere et røntgenudbrud fra en meget ung stjerne ved hjælp af NASAs Chandra X-ray Observatory, forskere har nulstillet tidslinjen for, hvornår stjerner som solen begynder at sprænge højenergistråling ud i rummet, som rapporteret i vores seneste pressemeddelelse. Dette er vigtigt, fordi det kan hjælpe med at besvare nogle spørgsmål om vores sols tidligste dage samt nogle om solsystemet i dag.

Denne kunstners illustration afbilder objektet, hvor astronomer opdagede røntgenudstrålingen. HOPS 383 kaldes en ung "protostjerne", fordi den er i den tidligste fase af stjernernes udvikling, der opstår lige efter, at en stor sky af gas og støv er begyndt at kollapse. Når den har modnet HOPS 383, som ligger omkring 1, 400 lysår fra Jorden, vil have en masse omkring halvdelen af ​​solens.

Illustrationen viser HOPS 383 omgivet af en donutformet kokon af materiale (mørkebrunt) – indeholdende omkring halvdelen af ​​protostjernens masse – der falder ind mod den centrale stjerne. Meget af lyset fra spædbarnsstjernen i HOPS 383 er ikke i stand til at trænge gennem denne kokon, men røntgenstråler fra blussen (blå) er kraftige nok til at gøre det. Infrarødt lys, der udsendes af HOPS 383, spredes fra indersiden af ​​kokonen (hvid og gul). En version af illustrationen med et område af kokonen udskåret viser den lyse røntgenudstråling fra HOPS 383 og en skive af materiale, der falder mod protostjernen.

Chandra-observationer i december 2017 afslørede røntgenopblussen, som varede i omkring tre timer og 20 minutter. Opblussen er vist som en kontinuerlig løkke i illustrationens indstiksboks. Den hurtige stigning og langsomme fald i mængden af ​​røntgenstråler svarer til opførselen af ​​røntgenudbrud fra unge stjerner, der er mere udviklet end HOPS 383. Ingen røntgenstråler blev påvist fra protostjernen uden for denne udbrændingsperiode, antyder, at HOPS 383 i disse tider var mindst ti gange svagere, gennemsnitlig, end blusset på sit maksimum. Det er også 2, 000 gange kraftigere end den klareste røntgenudstråling observeret fra solen, en midaldrende stjerne med relativt lav masse.

Når materiale fra kokonen falder indad mod disken, der er også en udvandring af gas og støv. Denne "udstrømning" fjerner vinkelmomentum fra systemet, lader materiale falde fra skiven ned på den voksende unge protostjerne. Astronomer har set en sådan udstrømning fra HOPS 383 og tror, ​​at kraftig røntgenudstråling, som den observerede af Chandra, kunne fjerne elektroner fra atomer i bunden af ​​den. Dette kan være vigtigt for at drive udstrømningen af ​​magnetiske kræfter.

Desuden, da stjernen brød ud i røntgenstråler, det ville sandsynligvis også have drevet energiske strømme af partikler, der kolliderede med støvkorn placeret ved den indvendige kant af skiven af ​​materiale, der hvirvlede rundt om protostjernen. Forudsat noget lignende skete i vores sol, de nukleare reaktioner forårsaget af denne kollision kunne forklare usædvanlige mængder af grundstoffer i visse typer meteoritter fundet på Jorden.

Ingen andre udbrud fra HOPS 383 blev påvist i løbet af tre Chandra-observationer med en samlet eksponering på knap en dag. Astronomer vil have brug for længere røntgenobservationer for at bestemme, hvor hyppige sådanne udbrud er i denne meget tidlige udviklingsfase for stjerner som vores sol.

Et papir, der beskriver disse resultater, udkom i tidsskriftet for Astronomi og astrofysik