Nya ALMA-observationer visar att det finns vanligt bordssalt på en inte så vanlig plats:1, 500 ljusår från jorden i skivan som omger en massiv ung stjärna. Även om salter har hittats i gamla atmosfärer, döende stjärnor, det är första gången de har setts runt unga stjärnor i stellar plantskolor. Upptäckten av denna saltkrossade skiva kan hjälpa astronomer att studera kemin av stjärnbildning samt identifiera andra liknande protostjärnor gömda inuti täta kokonger av damm och gas.

Ett team av astronomer och kemister som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har upptäckt de kemiska fingeravtrycken av natriumklorid (NaCl) och andra liknande salta föreningar som kommer från den dammiga skivan som omger Orion Source I, en massiv, ung stjärna i ett dammigt moln bakom Orionnebulosan.

"Det är fantastiskt att vi överhuvudtaget ser dessa molekyler, sade Adam Ginsburg, en Jansky Fellow vid National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Socorro, New Mexico, och huvudförfattare till ett papper som accepterats för publicering i Astrofysisk tidskrift . "Eftersom vi bara någonsin har sett dessa föreningar i de utslitna yttre lagren av döende stjärnor, vi vet inte helt vad vår nya upptäckt betyder. Typen av upptäckt, dock, visar att miljön runt denna stjärna är mycket ovanlig."

För att upptäcka molekyler i rymden, astronomer använder radioteleskop för att leta efter sina kemiska signaturer - kontrollampar i radiospektra och millimetervåglängdsljus. Atomer och molekyler sänder ut dessa signaler på flera sätt, beroende på temperaturen i deras miljöer.

De nya ALMA-observationerna innehåller en bred uppsättning spektrala signaturer – eller övergångar, som astronomer hänvisar till dem — av samma molekyler. För att skapa så starka och varierande molekylära fingeravtryck, temperaturskillnaderna där molekylerna finns måste vara extrema, allt från 100 kelvin till 4, 000 kelvin (ca -175 Celsius till 3700 Celsius). En djupgående studie av dessa spektrala spikar kan ge insikter om hur stjärnan värmer upp skivan, vilket också skulle vara ett användbart mått på stjärnans ljusstyrka.

"När vi tittar på informationen som ALMA har tillhandahållit, vi ser cirka 60 olika övergångar – eller unika fingeravtryck – av molekyler som natriumklorid och kaliumklorid som kommer från skivan. Det är både chockerande och spännande, " sa Brett McGuire, en kemist vid NRAO i Charlottesville, Virginia, och medförfattare på tidningen.

Forskarna spekulerar i att dessa salter kommer från dammkorn som kolliderade och spillde deras innehåll i den omgivande skivan. Deras observationer bekräftar att de salta regionerna spårar platsen för den cirkumstellära skivan.

"Vanligtvis när vi studerar protostjärnor på detta sätt, signalerna från skivan och utflödet från stjärnan blir förvirrade, gör det svårt att skilja det ena från det andra, " sade Ginsburg. "Eftersom vi nu kan isolera bara skivan, vi kan lära oss hur den rör sig och hur mycket massa den innehåller. Det kan också berätta nya saker om stjärnan."

Detekteringen av salter runt en ung stjärna är också av intresse för astronomer och astrokemister eftersom några av de ingående atomerna i salter är metaller - natrium och kalium. Detta tyder på att det kan finnas andra metallhaltiga molekyler i denna miljö. Om så är fallet, det kan vara möjligt att använda liknande observationer för att mäta mängden metaller i stjärnbildande områden. "Denna typ av studier är inte alls tillgänglig för oss för närvarande. Fritt flytande metalliska föreningar är i allmänhet osynliga för radioastronomi, " noterade McGuire.

De salta signaturerna hittades omkring 30 till 60 astronomiska enheter (AU, eller det genomsnittliga avståndet mellan jorden och solen) från värdstjärnorna. Baserat på deras iakttagelser, astronomerna drar slutsatsen att det kan finnas så mycket som en sextiljon (en med 21 nollor efter sig) kilogram salt i denna region, vilket ungefär motsvarar hela massan av jordens hav.

"Vårt nästa steg i denna forskning är att leta efter salter och metalliska molekyler i andra regioner. Detta kommer att hjälpa oss att förstå om dessa kemiska fingeravtryck är ett kraftfullt verktyg för att studera ett brett utbud av protoplanetära skivor, eller om denna upptäckt är unik för den här källan, " sade Ginsburg. "När vi ser på framtiden, den planerade nästa generationens VLA skulle ha rätt blandning av känslighet och våglängdstäckning för att studera dessa molekyler och kanske använda dem som spårämnen för planetbildande skivor."

Orionkällan I bildade i Orion Molecular Cloud I, ett område med explosiv starbirth som tidigare observerats med ALMA. [Och här.] "Den här stjärnan kastades ut från sitt modermoln med en hastighet på cirka 10 kilometer per sekund för cirka 550 år sedan, sa John Bally, en astronom vid University of Colorado och medförfattare på tidningen. "Det är möjligt att fasta saltkorn förångades av stötvågor när stjärnan och dess skiva plötsligt accelererades av ett nära möte eller kollision med en annan stjärna. Det återstår att se om saltånga finns i alla skivor som omger massiva protostjärnor, eller om sådan ånga spårar våldsamma händelser som den vi observerade med ALMA."