Astronomer tager hidtil mest detaljerede billeder af strålingsområdet i Orions sværd

Astronomer, der bruger W. M. Keck-observatoriet på Hawaiʻi Island, har taget fra Maunakea de mest detaljerede og komplette billeder, der nogensinde er taget af den zone, hvor den berømte konstellation Orion bliver zappet med ultraviolet (UV) stråling fra massive unge stjerner.

Denne bestrålede neutrale zone, kaldet en Photo-Dissociation Region (PDR), er placeret i Orion Bar i Orion-tågen, et aktivt stjernedannende sted fundet i midten af ​​"sværdet", der hænger fra Orions "bælte". Når den ses med det blotte øje, bliver tågen ofte forvekslet med en af ​​stjernerne i stjernebilledet; når den ses med et teleskop, ses den fotogene tåge som en glødende gasformig stjerneplanteskole beliggende 1.350 lysår fra Jorden.

"Det var spændende at være den første, sammen med mine kolleger fra 'PDRs4All' James Webb Space Telescope-teamet, at se de skarpeste billeder af Orion Bar nogensinde taget i den nære infrarøde," sagde Carlos Alvarez, en stabsastronom ved Keck Observatory og medforfatter til undersøgelsen.

Fordi Oriontågen er det tætteste massive stjernedannelsesområde til os og kan ligne det miljø, som vores solsystem blev født i, er det at studere dens PDR – området, der opvarmes af stjernelys – et ideelt sted at finde spor om, hvordan stjerner og planeter skabes.

"At observere foto-dissociation regioner er som at se ind i vores fortid," sagde Emilie Habart, en Institut d'Astrophysique Spatiale lektor ved Paris-Saclay University og hovedforfatter af en artikel om denne undersøgelse. "Disse områder er vigtige, fordi de giver os mulighed for at forstå, hvordan unge stjerner påvirker den gas- og støvsky, de er født i, især steder, hvor stjerner, som solen, dannes."

Undersøgelsen er blevet accepteret til offentliggørelse i tidsskriftet Astronomy &Astrophysics , og er tilgængelig i preprint-format på arXiv.org.

Disse stifinderobservationer har hjulpet i planlægningen af ​​James Webb Space Telescope (JWST) Early Release Science (ERS)-programmet PDRs4All:Radiative feedback of massive stars (ID1288). PDRs4All-programmet er beskrevet i en Publications of the Astronomical Society of the Pacific papir af Berné, Habart, Peeters et al. (2022).

Metode

For at undersøge Orions PDR brugte PDRs4All-teamet Keck Observatorys anden generation Near-Infrared Camera (NIRC2) i kombination med Keck II-teleskopets adaptive optiksystem. De afbildede med succes området med så ekstreme detaljer, at forskerne var i stand til rumligt at opløse og skelne Orionbarens forskellige understrukturer - såsom kamme, filamenter, kugler og proplyds (eksternt belyste fotofordampende skiver omkring unge stjerner) - der blev dannet, mens stjernelys blæste. og skulpturerede tågens blanding af gas og støv.

"Aldrig før har vi været i stand til i lille skala at observere, hvordan interstellare stofstrukturer afhænger af deres miljøer, især hvordan planetsystemer kunne dannes i miljøer, der er stærkt bestrålet af massive stjerner," sagde Habart. "Dette kan give os mulighed for bedre at forstå arven fra det interstellare medium i planetsystemer, nemlig vores oprindelse."

Massive unge stjerner udsender store mængder UV-stråling, der påvirker fysikken og kemien i deres lokale miljø; hvordan denne bølge af energi, stjernerne injicerer i deres oprindelige sky, påvirker og former stjernedannelsen, er endnu ikke velkendt.

De nye Keck Observatory-billeder af Orion Bar vil hjælpe med at uddybe astronomernes forståelse af denne proces, fordi de i detaljer afslører, hvor gas i dens PDR skifter fra varm ioniseret gas, til varm atomær, til kold molekylær gas. Det er vigtigt at kortlægge denne konvertering, fordi den tætte, kolde molekylære gas er det brændstof, der er nødvendigt for stjernedannelse.

Hvad er det næste

Disse nye observationer fra Keck Observatory har informeret planer for JWST-observationer af Orion Bar, som er blandt JWSTs mål og forventes at blive observeret i de kommende uger.

"Et af de mest spændende aspekter af dette arbejde er at se Keck spille en fundamental rolle i JWST-æraen," sagde Alvarez. "JWST vil være i stand til at dykke dybere ned i Orion Bar og andre PDR'er, og Keck vil være medvirkende til at validere JWST's tidlige videnskabelige resultater. Sammen kan de to teleskoper give en unik indsigt i egenskaberne af gassen og den kemiske sammensætning af PDR'er, hvilket vil hjælpe os med at forstå naturen af ​​disse fascinerende stjernesprængte områder." + Udforsk yderligere

Hubble finder, at flammen Nebulas brændende stjerner kan standse planetdannelsen