ALMA sammansatt bild av en binär massiv protostjärna IRAS 16547-4247. Olika färger visar de olika fördelningarna av dammpartiklar (gul), metylcyanid (CH3CN, röd), salt (NaCl, grön), och varmvattenånga (H2O, blå). Nedre infällningar är närbilderna av varje komponent. Damm och metylcyanid är spridda brett runt det binära, medan salt och vattenånga är koncentrerade i skivan runt varje protostjärna. På bredfältsbilden, strålarna från en av protostjärnorna, ses som flera prickar i bilden ovan, visas i ljusblått. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tanaka et al.
Med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astronomer såg ett par enorma babystjärnor som växte i salt kosmisk soppa. Varje stjärna är höljd av en gasformig skiva som innehåller molekyler av natriumklorid, allmänt känt som bordssalt, och uppvärmd vattenånga. Analysera radioutsläppen från salt och vatten, teamet upptäckte att skivorna motroterar. Detta är den andra upptäckten av salt runt stora unga stjärnor, lovar att salt är en utmärkt markör för att utforska den omedelbara omgivningen av gigantiska babystjärnor.
Det finns stjärnor med många olika massor i universum. Mindre har bara en tiondel av solens massa, medan större har 10 gånger eller mer massa än solen. Oavsett massa, alla stjärnor bildas i kosmiska moln av gas och stoft. Astronomer har ivrigt studerat stjärnornas ursprung, dock, processen med massiv stjärnbildning är fortfarande beslöjad. Detta beror på att bildningsplatserna för massiva stjärnor är belägna längre från jorden, och massiva babystjärnor är omgivna av massiva moln med komplicerade strukturer. Dessa två fakta hindrar astronomer från att få klara vyer av massiva unga stjärnor och deras bildningsplatser.
Ett team av astronomer ledda av Kei Tanaka vid National Astronomical Observatory of Japan använde ALMA:s kraft för att undersöka miljön där massiva stjärnor bildas. De observerade den massiva unga binära IRAS 16547-4247. Teamet upptäckte radioemissioner från en mängd olika molekyler. Särskilt, natriumklorid (NaCl) och varmt vatten (H2O) har visat sig vara associerade i omedelbar närhet av varje stjärna, dvs. den cirkumstellära skivan. Å andra sidan, andra molekyler som metylcyanid (CH3CN), som ofta har observerats i tidigare studier av massiva unga stjärnor, upptäcktes längre ut, men spåra inte strukturer i närheten av stjärnor väl.
"Natriumklorid är bekant för oss som bordssalt, men det är inte en vanlig molekyl i universum, ", säger Tanaka. "Detta var bara den andra upptäckten av natriumklorid runt massiva unga stjärnor. Det första exemplet var kring Orion KL Källa I, men det är en så märklig källa att vi inte var säkra på om salt är lämpligt för att se gasskivor runt massiva stjärnor. Våra resultat bekräftade att salt faktiskt är en bra markör. Eftersom babystjärnor får massa genom skivor, det är viktigt att studera skivornas rörelse och egenskaper för att förstå hur babystjärnorna växer."
Ytterligare undersökning av diskarna visar en intressant ledtråd till parets ursprung. "Vi hittade ett preliminärt tecken på att skivorna roterar i motsatta riktningar, " förklarar Yichen Zhang, en forskare på RIKEN. Om stjärnorna föds som tvillingar i en stor gemensam gasskiva, då roterar naturligtvis skivorna åt samma håll. "Motrotationen av skivorna kan indikera att dessa två stjärnor inte är riktiga tvillingar, men ett par främlingar som bildades i skilda moln och parades ihop senare." Massiva stjärnor har nästan alltid några följeslagare, och därför är det avgörande att undersöka ursprunget till massiva binära system. Teamet förväntar sig att ytterligare observation och analys kommer att ge mer pålitlig information om hemligheterna bakom deras födelse.
Närvaron av uppvärmd vattenånga och natriumklorid, som frigjordes genom förstörelsen av dammpartiklar, antyder den heta och dynamiska karaktären hos skivor runt massiva babystjärnor. Intressant, undersökningar av meteoriter tyder på att proto-solsystemskivan också upplevde höga temperaturer där dammpartiklar avdunstades. Astronomer kommer att kunna spåra dessa molekyler som frigörs från dammpartiklar väl genom att använda nästa generations Very Large Array, för närvarande under planering. Teamet förutser att de till och med kan få ledtrådar för att förstå ursprunget till vårt solsystem genom att studera heta skivor med natriumklorid och varmvattenånga.
Babystjärnorna IRAS 16547-4247 ligger 9500 ljusår bort i stjärnbilden Scorpius. Stjärnornas totala massa beräknas vara 25 gånger solens massa, omgiven av ett gigantiskt moln med massan 10, 000 solar.