En ung protostjärna i L483 och dess karaktäristiska utflöde tittar ut genom ett hölje av damm i denna infraröda bild från NASA:s Spitzer Space Telescope. Stjärnor är kända för att bildas från kollapsande klumpar av gas och damm, eller höljen, här runt ett bildande stjärnsystem som en mörk klump, eller skugga, mot en dammig bakgrund. Den grönaktiga färgen visar strålar som kommer bort från den unga stjärnan inuti. Höljet är ungefär 100 gånger så stort som vårt solsystem. Astronomer tror att den oregelbundna formen på höljet kan ha utlöst bildandet av tvilling- eller dubbelstjärnor i detta system. Kredit:NASA/JPL-Caltech/J.Tobin (University of Michigan)
Från en utzoomad, avlägsen vy ser det stjärnbildande molnet L483 normalt ut. Men när ett team av astrofysiker som leds av Northwestern University zoomade in närmare och närmare blev saker och ting konstigare och konstigare.
När forskarna kikade närmare in i molnet märkte de att dess magnetfält var konstigt vridet. Och sedan – när de undersökte en nyfödd stjärna i molnet – såg de en gömd stjärna, undangömd bakom den.
"Det är stjärnans syskon, i grund och botten," sa Northwesterns Erin Cox, som ledde den nya studien. "Vi tror att dessa stjärnor bildades långt ifrån varandra och att den ena flyttade sig närmare den andra för att bilda en binär. När stjärnan reste närmare sitt syskon förändrade den molnets dynamik för att vrida dess magnetfält."
De nya rönen ger insikt i bildandet av binära stjärnor och hur magnetfält påverkar de tidigaste stadierna av att utveckla stjärnor.
Cox kommer att presentera denna forskning vid det 240:e mötet i American Astronomical Society (AAS) i Pasadena, Kalifornien. "The Twisted Magnetic Field of L483" kommer att äga rum tisdagen den 14 juni, som en del av en session om "Magnetic Fields and Galaxies." The Astrophysical Journal kommer också att publicera studien.
Cox är postdoktor vid Northwesterns Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA).
Twisted mystery
Stellar plantskolor är vilda och underbara platser. När täta moln av gas och damm kollapsar för att bilda stjärnor, släpper de ut utflöden av stjärnmaterial i hypersoniska hastigheter. Ett magnetfält som omger ett stjärnbildande moln är vanligtvis parallellt med dessa utflöden. När Cox och hennes medarbetare observerade det storskaliga L483-molnet upptäckte de just det. Magnetfältet matchade denna typiska profil.
Men sedan bestämde sig astrofysikerna för att titta närmare på NASA:s Stratosfärobservatorium för infraröd astronomi (SOFIA), och det var då det blev konstigt. Magnetfältet var faktiskt inte parallellt med de nyfödda stjärnornas utflöden. Istället vreds fältet i en 45-graders vinkel i förhållande till utflödena.
"Först matchade det vad teorin förutspår," sa Cox. "Om du har en magnetiserad kollaps, så styr magnetfältet hur stjärnan bildas. Vi förväntar oss att se denna parallellitet. Men teori kan säga en sak och observationer kan säga en annan."
Ovanlig binär formation
Även om fler observationer behövs, tror Cox att en tidigare gömd syskonstjärna kan vara ansvarig för det vridna fältet. Med hjälp av SOFIA såg astrofysikteamet en nyfödd stjärna bildas inuti ett hölje av material. Men vid närmare undersökning med radioteleskop vid Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile, upptäckte forskarna den andra stjärnan som delade samma stjärnhölje.
"Dessa stjärnor är fortfarande unga och håller fortfarande på att bildas," sa Cox. "Stjärnhöljet är det som tillhandahåller materialet för att bilda stjärnorna. Det liknar att rulla en snöboll i snö för att göra den större och större. De unga stjärnorna "rullar" i material för att bygga upp massa."
Ungefär samma avstånd från vår sol till Pluto bildar de två unga stjärnorna ett binärt system. För närvarande är astrofysiker överens om att binärer kan bildas när stjärnbildande moln är tillräckligt stora för att producera två stjärnor eller när skivan som roterar runt en ung stjärna delvis kollapsar för att göra en andra stjärna.
Men för tvillingstjärnorna i L483 misstänker Cox att något ovanligt är på gång.
"Det finns nyare arbete som tyder på att det är möjligt att ha två stjärnor bildas långt ifrån varandra, och sedan flyttar en stjärna in närmare för att bilda en binär," sa Cox. "Vi tror att det är vad som händer här. Vi vet inte varför en stjärna skulle röra sig mot en annan, men vi tror att den rörliga stjärnan ändrade dynamiken i systemet för att vrida magnetfältet."
Cox tror att detta nya arbete i slutändan kan ge nya insikter om hur binära stjärnor - och planeterna som kretsar kring dem - bildas. De flesta känner till den ikoniska scenen från "Star Wars", där Luke Skywalker längtansfullt tittar upp på binärstjärnorna som hans hemplanet Tatooine kretsar kring. Nu vet forskarna att detta scenario inte bara är science fiction; planeter som kretsar kring dubbelstjärnor kan potentiellt vara beboeliga världar.
"Att lära sig hur binära stjärnor bildas är spännande eftersom planet och stjärnbildning sker samtidigt, och binära stjärnor interagerar dynamiskt med varandra," sa Cox. "I vår folkräkning av exoplaneter vet vi att det finns planeter runt dessa dubbelstjärnor, men vi vet inte mycket om hur dessa planeter skiljer sig från de som lever runt isolerade stjärnor. Med nya instrument som kommer online för att upptäcka och undersöka nya binära system, vi kommer att kunna testa dessa resultat med ett statistiskt urval." + Utforska vidare
