En vandrende stjerne forstyrrer stjernebarnehagen

Fra en utzoomet, fjern visning ser den stjernedannende skyen L483 normal ut. Men da et team av astrofysikere ledet av Northwestern University zoomet inn nærmere og nærmere, ble ting rarere og rarere.

Da forskerne kikket nærmere inn i skyen, la de merke til at det magnetfelt var nysgjerrig vridd. Og så – mens de undersøkte en nyfødt stjerne i skyen – så de en skjult stjerne, gjemt bak den.

“Det er stjernens søsken, i grunnen,” sa Northwesterns Erin Cox, som ledet den nye studien. “Vi tror disse stjernene dannet seg langt fra hverandre, og den ene beveget seg nærmere den andre for å danne en binær. Når stjernen reiste nærmere søsken, endret den dynamikken til skyen for å vri magnetfeltet.”

De nye funnene gir innsikt i binærstjernedannelse og hvordan magnetiske felt påvirker de tidligste stadiene av å utvikle stjerner.

Cox vil presentere denne forskningen på det 240. møtet til American Astronomical Society (AAS) i Pasadena, California. «The Twisted Magnetic Field of L483» finner sted tirsdag 14. juni, som en del av en økt om «Magnetic Fields and Galaxies». The Astrophysical Journal vil også publisere studien.

Cox er en postdoktor ved Northwestern’s Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA).

Forvridd mysterium

Stellar barnehager er ville og fantastiske steder. Når tette skyer av gass og støv kollapser for å danne stjerner, sender de utstrømmer av stjernemateriale i hypersoniske hastigheter. Et magnetfelt som omgir en stjernedannende sky er vanligvis parallelt med disse utstrømningene. Da Cox og hennes samarbeidspartnere observerte den store L483-skyen, oppdaget de nettopp det. Magnetfeltet samsvarte med denne typiske profilen.

Men så bestemte astrofysikerne seg for å se nærmere med NASAs Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), og det var da ting ble merkelige. Det magnetiske feltet var faktisk ikke parallelt med de nyfødte stjernenes utstrømning. I stedet ble feltet vridd i en 45-graders vinkel, med hensyn til utløpene.

“Til å begynne med stemte det med det teorien forutsier,” sa Cox. “Hvis du har en magnetisert kollaps, så styrer magnetfeltet hvordan stjernen dannes. Vi forventer å se denne parallelliteten. Men teori kan si en ting, og observasjoner kan si noe annet.”

Uvanlig binær formasjon

Selv om det er behov for flere observasjoner, tror Cox at en tidligere skjult søskenstjerne kan være ansvarlig for det forvridde feltet. Ved å bruke SOFIA oppdaget astrofysikkteamet en nyfødt stjerne som dannet seg inne i en konvolutt av materiale. Men ved nærmere undersøkelse med radioteleskoper ved Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile, oppdaget forskerne den andre stjernen som delte den samme stjernekonvolutten.

“Disse stjernene er fortsatt unge og fortsatt under utvikling,” sa Cox. “Stjernekonvolutten er det som leverer materialet for å danne stjernene. Det ligner på å rulle en snøball i snø for å gjøre den større og større. De unge stjernene ‘ruller’ i materiale for å bygge opp masse.”

Omtrent like langt fra hverandre som solen vår til Pluto, danner de to unge stjernene en binært system. Foreløpig er astrofysikere enige om at binærfiler kan dannes når stjernedannende skyer er store nok til å produsere to stjerner, eller når platen som roterer rundt en ung stjerne delvis kollapser for å lage en andre stjerne.

Men for tvillingstjernene i L483 mistenker Cox at noe uvanlig er på spill.

“Det er nyere arbeid som antyder at det er mulig å ha to stjerner dannet langt unna hverandre, og så beveger en stjerne seg nærmere for å danne en binær,” sa Cox. “Vi tror det er det som skjer her. Vi vet ikke hvorfor en stjerne ville bevege seg mot en annen, men vi tror den bevegelige stjernen endret dynamikken til systemet for å vri magnetfeltet.”

Cox mener at dette nye arbeidet til slutt kan gi ny innsikt i hvordan binære stjerner – og planetene som går i bane rundt dem – dannes. De fleste er kjent med den ikoniske scenen fra «Star Wars», der Luke Skywalker lengselsfullt stirrer opp på binærstjernene som hjemmeplaneten hans Tatooine går i bane rundt. Nå vet forskerne at dette scenariet ikke bare er science fiction; planeter som kretser rundt binære stjerner kan potensielt være beboelige verdener.

“Å lære hvordan binære stjerner dannes er spennende fordi planet- og stjernedannelse finner sted samtidig, og binære stjerner samhandler dynamisk med hverandre,” sa Cox. “I vår folketelling av eksoplaneter vet vi at det finnes planeter rundt disse dobbeltstjernene, men vi vet ikke mye om hvordan disse planetene skiller seg fra de som lever rundt isolerte stjerner. Med nye instrumenter som kommer på nettet for å oppdage og undersøke nye binær systemer, vil vi kunne teste disse resultatene med et statistisk utvalg.”

---

---