Liberal drys af salt opdaget omkring en ung stjerne

Nye ALMA-observationer viser, at der er almindeligt bordsalt på et ikke så almindeligt sted:1, 500 lysår fra Jorden i skiven omkring en massiv ung stjerne. Selvom der er fundet salte i gamle atmosfærer, døende stjerner, det er første gang, de er blevet set omkring unge stjerner i stjernegartnerier. Påvisningen af ​​denne saltindkapslede skive kan hjælpe astronomer med at studere kemien af ​​stjernedannelse samt identificere andre lignende protostjerner gemt inde i tætte kokoner af støv og gas.

Et hold af astronomer og kemikere, der bruger Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har opdaget de kemiske fingeraftryk af natriumchlorid (NaCl) og andre lignende salte forbindelser, der stammer fra den støvede skive, der omgiver Orion Source I, en massiv, ung stjerne i en støvet sky bag Oriontågen.

"Det er utroligt, at vi overhovedet ser disse molekyler, " sagde Adam Ginsburg, en Jansky Fellow fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Socorro, Ny mexico, og hovedforfatter af et papir, der er accepteret til offentliggørelse i Astrofysisk tidsskrift . "Da vi kun nogensinde har set disse forbindelser i de udslettede ydre lag af døende stjerner, vi ved ikke helt, hvad vores nye opdagelse betyder. Arten af ​​detektion, imidlertid, viser, at miljøet omkring denne stjerne er meget usædvanligt."

For at opdage molekyler i rummet, astronomer bruger radioteleskoper til at søge efter deres kemiske signaturer - afslørende spidser i de spredte spektre af radio- og millimeterbølgelængdelys. Atomer og molekyler udsender disse signaler på flere måder, afhængig af temperaturen i deres omgivelser.

De nye ALMA-observationer indeholder en strittende række af spektrale signaturer – eller overgange, som astronomer omtaler dem - af de samme molekyler. At skabe så stærke og varierede molekylære fingeraftryk, temperaturforskellene, hvor molekylerne opholder sig, skal være ekstreme, alt fra 100 kelvin til 4, 000 kelvin (ca. -175 Celsius til 3700 Celsius). En dybdegående undersøgelse af disse spektralspidser kunne give indsigt i, hvordan stjernen opvarmer skiven, hvilket også ville være et nyttigt mål for stjernens lysstyrke.

"Når vi ser på de oplysninger, ALMA har givet, vi ser omkring 60 forskellige overgange - eller unikke fingeraftryk - af molekyler som natriumchlorid og kaliumchlorid, der kommer fra disken. Det er både chokerende og spændende, " sagde Brett McGuire, en kemiker ved NRAO i Charlottesville, Virginia, og medforfatter på papiret.

Forskerne spekulerer i, at disse salte kommer fra støvkorn, der kolliderede og spildte deres indhold ind i den omgivende skive. Deres observationer bekræfter, at de salte områder sporer placeringen af ​​den cirkumstellare skive.

"Normalt når vi studerer protostjerner på denne måde, signalerne fra skiven og udstrømningen fra stjernen bliver forvirrede, gør det svært at skelne den ene fra den anden, " sagde Ginsburg. "Da vi nu kun kan isolere disken, vi kan lære, hvordan den bevæger sig, og hvor meget masse den indeholder. Det kan også fortælle os nye ting om stjernen."

Påvisningen af ​​salte omkring en ung stjerne er også af interesse for astronomer og astrokemikere, fordi nogle af salte-atomerne er metaller - natrium og kalium. Dette tyder på, at der kan være andre metalholdige molekyler i dette miljø. Hvis så, det kan være muligt at bruge lignende observationer til at måle mængden af ​​metaller i stjernedannende områder. "Denne type undersøgelse er slet ikke tilgængelig for os i øjeblikket. Fritsvævende metalliske forbindelser er generelt usynlige for radioastronomi, " bemærkede McGuire.

De salte signaturer blev fundet omkring 30 til 60 astronomiske enheder (AU, eller den gennemsnitlige afstand mellem Jorden og Solen) fra værtsstjernerne. Baseret på deres observationer, astronomerne udleder, at der kan være så meget som en sextillion (en med 21 nuller efter sig) kilogram salt i denne region, hvilket omtrent svarer til hele massen af ​​Jordens oceaner.

"Vores næste skridt i denne forskning er at lede efter salte og metalliske molekyler i andre regioner. Dette vil hjælpe os med at forstå, om disse kemiske fingeraftryk er et stærkt værktøj til at studere en lang række protoplanetariske diske, eller hvis denne påvisning er unik for denne kilde, " sagde Ginsburg. "Når vi ser på fremtiden, den planlagte Next Generation VLA ville have den rigtige blanding af følsomhed og bølgelængdedækning til at studere disse molekyler og måske bruge dem som sporstoffer til planetdannende skiver."

Orion kilde I dannet i Orion Molecular Cloud I, et område med eksplosiv stjernefødsel tidligere observeret med ALMA. [Og her.] "Denne stjerne blev kastet ud af sin modersky med en hastighed på omkring 10 kilometer i sekundet for omkring 550 år siden, " sagde John Bally, en astronom ved University of Colorado og medforfatter på papiret. "Det er muligt, at faste saltkorn blev fordampet af chokbølger, da stjernen og dens skive brat blev accelereret af et tæt møde eller kollision med en anden stjerne. Det mangler at se, om saltdamp er til stede i alle skiver, der omgiver massive protostjerner, eller hvis en sådan damp sporer voldelige begivenheder som den, vi observerede med ALMA."