Stof omkring en ung stjerne hjælper astronomer med at udforske stjernernes historie

Astronomer kortlægger stoffet aluminiummonoxid (AlO) i en sky omkring en fjern ung stjerne — Oprindelseskilde I. Fundet tydeliggør nogle vigtige detaljer om, hvordan vores solsystem, og i sidste ende vi, kom til at være. Skyens begrænsede fordeling tyder på, at AlO-gas hurtigt kondenserer til faste korn, som antyder, hvordan et tidligt stadium af vores soludvikling så ud.

Professor Shogo Tachibana fra UTokyo Organisation for Planetary and Space Science har en passion for rummet. Fra små ting som meteoritter til enorme ting som stjerner og tåger – enorme skyer af gas og støv i rummet – er han drevet til at udforske vores solsystems oprindelse.

"Jeg har altid undret mig over udviklingen af ​​vores solsystem, af hvad der må have fundet sted for alle disse milliarder af år siden, " sagde han. "Dette spørgsmål får mig til at undersøge fysikken og kemien af ​​asteroider og meteoritter."

Rumsten af ​​alle slags interesserer astronomer i høj grad, da disse sten stort set kan forblive uændrede siden dengang vores sol og planeter blev dannet af en hvirvlende sky af gas og støv. De indeholder optegnelser over forholdene på det tidspunkt - generelt anset for at være 4,56 milliarder år siden - og deres egenskaber såsom sammensætning kan fortælle os om disse tidlige forhold.

"På mit skrivebord ligger et lille stykke af Allende-meteoritten, som faldt til Jorden i 1969. Det er for det meste mørkt, men der er nogle spredte hvide indeslutninger (fremmedlegemer indesluttet i klippen), og disse er vigtige, " fortsatte Tachibana. "Disse pletter er calcium- og aluminiumrige indeslutninger (CAI'er), som var de første faste genstande dannet i vores solsystem."

Mineraler til stede i CAI'er indikerer, at vores unge solsystem må have været ekstremt varmt. Fysiske teknikker til at datere disse mineraler afslører en ret specifik alder for solsystemet. Imidlertid, Tachibana og kolleger ønskede at uddybe detaljerne i denne udviklingsfase.

"Der er ingen tidsmaskiner til at udforske vores egen fortid, så vi ønskede at se en ung stjerne, der kunne dele træk med vores egne, " sagde Tachibana. "Med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), vi fandt emissionslinjerne - et kemisk fingeraftryk - for AlO i udstrømning fra den cirkumstellare skive (gas og støv, der omgiver en stjerne) fra den massive unge stjernekandidat Orion Source I. Det er ikke præcis som vores sol, men det er en god start."

ALMA var det ideelle værktøj, da det tilbyder ekstrem høj opløsning og følsomhed til at afsløre fordelingen af ​​AlO omkring stjernen. Intet andet instrument kan på nuværende tidspunkt foretage sådanne observationer.

"Tak til ALMA, vi opdagede fordelingen af ​​AlO omkring en ung stjerne for første gang. Fordelingen af ​​AlO er begrænset til det varme område af udstrømningen fra disken. Dette indebærer, at AlO hurtigt kondenserer som faste korn - svarende til CAI'er i vores solsystem, " forklarede Tachibana. "Disse data giver os mulighed for at sætte strammere begrænsninger på hypoteser, der beskriver vores egen stjerneudvikling. Men der er stadig meget arbejde at gøre."

Holdet planlægger nu at udforske gas og faste molekyler omkring andre stjerner for at indsamle data, der er nyttige til yderligere at forfine solsystemmodeller.