De waarneming werpt nieuw licht op de vroegste levensfase van sterren.

Astronomen hebben een verbluffend plaatje geschoten van twee babysterren die te midden van een krakeling-achtige werveling van interstellair stof en gas het levenslicht zien. De foto is gemaakt met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. De waarnemingen van dit opmerkelijke fenomeen werpen nieuw licht op de vroegste levensfasen van sterren en helpen astronomen ontdekken onder welke omstandigheden dubbelsterren geboren worden.

Op deze foto is Barnard 59 te zien, die deel uitmaakt van een uitgestrekte donkere wolk van interstellair stof die de Pijpnevel wordt genoemd. Afbeelding: ESO

Barnard 59
De twee jonge sterren zijn aangetroffen in het [BHB2007] 11-systeem, het jongste onderdeel van een kleine sterrenhoop in de donkere nevel Barnard 59. Laatstgenoemde maakt op zijn beurt weer deel uit van de interstellaire gaswolk die de Pijpnevel wordt genoemd en zich op zo’n 600 tot 700 lichtjaar van de aarde bevindt. De pijpnevel is pikzwart, waardoor astronomen lang dachten dat hier geen sterren voorkwamen. Maar dat bleek een vergissing: de sterren zijn er wel, maar zijn lastig te detecteren omdat een dikke, opeengepakte interstellaire stofwolk de sterren aan het zicht onttrekt.


Structuur
Het dubbelstersysteem is al wel eerder opgemerkt. Maar deze eerdere studies toonden alleen de buitenste structuur. Dankzij de hoge resolutie van ALMA is het een onderzoeksteam nu gelukt om ook de inwendige structuur van het object zichtbaar te maken. En deze zeer gedetailleerde opname toont twee schijven waarin zich twee jonge sterren aan het vormen zijn. De stellaire tweeling wordt gevoed door een ingewikkeld gevormd netwerk van filamenten van gas en stof.

Schijven
“We zien twee compacte bronnen die we interpreteren als de circumstellaire schijven rond de twee jonge sterren,” legt onderzoeksleider Felipe Alves uit. Een circumstellaire schijf is de ring van stof en gas rond een jonge ster. De ster trekt materie uit deze ring naar zich toe om te kunnen groeien. “De afmetingen van de beide schijven zijn vergelijkbaar met die van de planetoïdengordel in ons zonnestelsel en hun onderlinge afstand is 28 keer zo groot als de afstand tussen de zon en de aarde,” aldus Alves.

Deze foto gemaakt met ALMA toont twee circumstellaire schijven waarin twee babysterren aan het groeien zijn. Deze stellaire tweeling wordt gevoed met materiaal uit de geboorteschijf die hen omringt. Het complexe netwerk van spiraalvormige stofstructuren doet denken aan de lussen van een krakeling. Afbeelding: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Alves et al.

Navelstreng
De twee circumstellaire schijven zijn omringd door een grotere schijf met een totale massa van ongeveer 80 Jupitermassa’s. Deze vertoont een wirwar van spiraalvormige stofstructuren die je kunt vergelijken met de lussen van een krakeling. “Dit is een heel belangrijk resultaat,” benadrukt medeauteur Paola Caselli. “We hebben eindelijk de complexe structuur kunnen vastleggen van twee jonge sterren die nog via hun ‘navelstrengen’ verbonden zijn met de schijf waarin ze geboren zijn. Dit legt belangrijke restricties op aan de bestaande modellen voor de vorming van sterren.”


Deze animatie laat zien hoe twee om elkaar wentelende circumstellaire schijven gas en stof verzamelen uit de wolk die hen omringt.

De onderzoekers geloven dat de babysterren in twee fasen materiaal van de grotere schijf verzamelen. Bij de eerste stap wordt stromend stof en gas overgebracht naar de afzonderlijke circumstellaire schijven. Dit gebeurt via de prachtige, krakeling-achtige lussen die je op de foto goed kunt zien. Bij de tweede stap onttrekken de sterren materie uit hun respectievelijke circumstellaire schijven. Het team ontdekte bovendien dat de heldere circumstellaire schijf – de onderste op de foto – meer materiaal verzamelt dan de andere schijf. De onderzoekers denken dat het tweetrapsproces verantwoordelijk is voor de dynamiek van het dubbelster-systeem-in-wording. “Hoewel de goede overeenkomst tussen deze waarnemingen en de theorie al veelbelovend is, zullen we meer jonge dubbelsterren onder de loep moeten nemen om beter te leren begrijpen hoe meervoudige sterren ontstaan,” besluit Alves.