I det största och ett av de mest ambitiösa Hubble-rymdteleskopprogrammen som någonsin genomförts samlade ett team av forskare och ingenjörer information om nästan 500 stjärnor under en treårsperiod. Denna ansträngning ger nya insikter om stjärnornas bildning, utveckling och inverkan på sin omgivning.
Denna omfattande undersökning, kallad ULLYSES (Ultraviolet Legacy Library of Young Stars as Essential Standards), slutfördes i december 2023 och tillhandahåller en rik spektroskopisk datauppsättning som erhålls i ultraviolett ljus som astronomer kommer att bryta i årtionden framöver. Eftersom ultraviolett ljus bara kan observeras från rymden, är Hubble det enda aktiva teleskopet som kan utföra denna forskning.
"Jag tror att ULLYSES-projektet kommer att vara transformativt och påverka den övergripande astrofysiken - från exoplaneter till effekterna av massiva stjärnor på galaxens evolution, till att förstå de tidigaste stadierna av det utvecklande universum", säger Julia Roman-Duval, Implementation Team Lead för ULLYSES på Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland. "Bortsett från de specifika målen för programmet kan stjärndata också användas inom astrofysik på sätt som vi ännu inte kan föreställa oss."
ULLYSES-teamet studerade 220 stjärnor och kombinerade sedan dessa observationer med information från Hubble-arkivet om ytterligare 275 stjärnor. Programmet inkluderade även data från några av världens största, mest kraftfulla markbaserade teleskop och röntgenrymdteleskop. ULLYSES-datauppsättningen består av stjärnspektra, som innehåller information om varje stjärnas temperatur, kemiska sammansättning och rotation.
En typ av stjärna som studerats under ULLYSES är en superhet, massiv, blå stjärna. De är en miljon gånger ljusare än solen och lyser häftigt i ultraviolett ljus som lätt kan upptäckas av Hubble. Deras spektra inkluderar nyckeldiagnostik av hastigheten på deras kraftfulla vindar. Vindarna driver galaxens evolution och frögalaxer med de element som behövs för liv. Dessa grundämnen kokas upp inuti stjärnornas kärnfusionsugnar och injiceras sedan i rymden när en stjärna dör.
ULLYSES riktade in sig på blå stjärnor i närliggande galaxer som har brist på element som är tyngre än helium och väte. Denna typ av galax var vanlig i det mycket tidiga universum. "ULLYSES-observationer är ett språngbräde för att förstå de första stjärnorna och deras vindar i universum och hur de påverkar utvecklingen av deras unga värdgalax", sa Roman-Duval.
Den andra stjärnkategorin i ULLYSES-programmet är unga stjärnor som är mindre massiva än vår sol. Även om de är svalare och rödare än vår sol, under sina uppväxtår, släpper de lös en ström av högenergistrålning, inklusive explosioner av ultraviolett ljus och röntgenstrålar. Eftersom de fortfarande växer, samlar de material från sin omgivning och bildar skivor av damm och gas.
Hubble-spektra inkluderar nyckeldiagnostik av processen genom vilken de förvärvar sin massa, inklusive hur mycket energi denna process släpper ut i den omgivande planetbildande skivan och närliggande miljö. Det blåsande ultravioletta ljuset från unga stjärnor påverkar utvecklingen av dessa skivor när de bildar planeter, såväl som chanserna för beboelighet för nyfödda planeter. Målstjärnorna finns i närliggande stjärnbildande regioner i vår galax Vintergatan.
ULLYSES-konceptet designades av en expertkommitté med målet att använda Hubble för att tillhandahålla en äldre uppsättning stjärnobservationer. "ULLYSES var ursprungligen tänkt som ett observationsprogram som använder Hubbles känsliga spektrografer. Programmet förbättrades dock oerhört av samhällsledda samordnade och underordnade observationer med andra mark- och rymdbaserade observatorier", säger Roman-Duval.
"En sådan bred täckning gör det möjligt för astronomer att undersöka stjärnors liv i oöverträffade detaljer och måla upp en mer omfattande bild av dessa stjärnors egenskaper och hur de påverkar sin miljö."
För detta ändamål stod STScI värd för en ULLYSES-workshop 11–14 mars för att fira början på en ny era av forskning om unga stjärnor. Målet var att låta medlemmar av det astronomiska samfundet samarbeta kring data så att de kunde få fart i de pågående analyserna eller kickstarta nya idéer för analys. Workshopen var ett viktigt steg i att utnyttja detta äldre spektrala bibliotek till sin fulla potential och uppfylla löftet om ULLYSES.
Tillhandahålls av ESA/Hubbles informationscenter
