Hubble Menunjukkan Arus Keluar yang deras dari Bintang Bayi Mungkin Tidak Menghentikan Pertumbuhannya

Meskipun galaksi kita adalah kota besar dengan sedikitnya 200 miliar bintang, detail bagaimana mereka terbentuk sebagian besar masih terselubung dalam misteri.

Ilmuwan tahu bahwa bintang terbentuk dari runtuhnya awan hidrogen besar yang terjepit di bawah gravitasi hingga titik di mana fusi nuklir menyala. Tapi hanya sekitar 30 persen dari massa awal awan yang berubah menjadi bintang yang baru lahir. Ke mana sisa hidrogen selama proses yang sangat tidak efisien ini?

Diasumsikan bahwa bintang yang baru terbentuk menghembuskan banyak gas panas melalui semburan jet berbentuk lightsaber dan angin seperti badai yang diluncurkan dari cakram yang mengelilingi oleh medan magnet yang kuat. Kembang api ini akan memadamkan pertumbuhan lebih lanjut dari bintang pusat. Tetapi survei Hubble yang baru dan komprehensif menunjukkan bahwa penjelasan paling umum ini tampaknya tidak berhasil, membuat para astronom bingung.

Para peneliti menggunakan data yang sebelumnya dikumpulkan dari teleskop luar angkasa Hubble dan Spitzer NASA dan Teleskop Luar Angkasa Herschel Badan Antariksa Eropa untuk menganalisis 304 bintang berkembang, yang disebut protobintang, di Kompleks Orion, wilayah pembentuk bintang utama terdekat ke Bumi. (Spitzer dan Herschel tidak lagi beroperasi).

Dalam survei bintang baru lahir terbesar yang pernah ada hingga saat ini, para peneliti menemukan bahwa pembersihan gas oleh arus keluar bintang mungkin tidak sepenting dalam menentukan massa akhirnya seperti yang dikemukakan teori konvensional. Tujuan para peneliti adalah untuk menentukan apakah arus keluar bintang menghentikan aliran gas ke sebuah bintang dan menghentikan pertumbuhannya.

Sebaliknya, mereka menemukan bahwa rongga di sekitar awan gas yang dibentuk oleh arus keluar bintang tidak tumbuh secara teratur saat mereka dewasa, seperti yang dikemukakan oleh teori.

"Dalam satu model formasi bintang, jika Anda memulai dengan rongga kecil, karena protobintang dengan cepat menjadi lebih berevolusi, aliran keluarnya menciptakan rongga yang semakin besar sampai gas di sekitarnya akhirnya terlempar, meninggalkan bintang yang terisolasi," jelas ketua peneliti. Nolan Habel dari Universitas Toledo di Ohio.

"Pengamatan kami menunjukkan tidak ada pertumbuhan progresif yang dapat kami temukan, jadi rongga tidak akan tumbuh sampai mereka mendorong semua massa di awan. Jadi, harus ada proses lain yang sedang berlangsung yang menghilangkan gas yang tidak tumbuh. tidak berakhir di bintang. "

Hasil tim akan muncul dalam The Astrophysical Journal edisi mendatang .

Seorang bintang telah lahir

Selama tahap melahirkan yang relatif singkat, hanya berlangsung sekitar 500.000 tahun, bintang tersebut dengan cepat menggembung. Yang menjadi berantakan adalah, saat bintang tumbuh, ia meluncurkan angin, serta sepasang jet yang berputar dan bergaya sprinkler yang melesat ke arah yang berlawanan. Arus keluar ini mulai menggerogoti awan di sekitarnya, menciptakan lubang di gas.

Teori populer meramalkan bahwa saat bintang muda berevolusi dan arus keluar terus berlanjut, rongga semakin lebar hingga seluruh awan gas di sekitar bintang benar-benar menjauh. Dengan tangki bensin kosong, bintang berhenti bertambah massa - dengan kata lain, ia berhenti tumbuh.

Untuk mencari pertumbuhan rongga, para peneliti pertama-tama mengurutkan protobintang berdasarkan usia dengan menganalisis data Herschel dan Spitzer dari setiap keluaran cahaya bintang. Protobintang dalam pengamatan Hubble juga diamati sebagai bagian dari Survei Protobintang Herschel Orion dari teleskop Herschel.

Kemudian para astronom mengamati rongga dalam cahaya inframerah-dekat dengan Kamera Inframerah Dekat Hubble dan Spektrometer Multi-objek dan Kamera Medan Lebar 3. Pengamatan dilakukan antara tahun 2008 dan 2017. Meskipun bintang-bintang itu sendiri diselimuti debu, mereka memancarkan radiasi yang kuat. yang menghantam dinding rongga dan menyebarkan butiran debu, menerangi celah di selubung gas dalam cahaya inframerah.

Gambar Hubble mengungkapkan detail rongga yang dihasilkan oleh protobintang pada berbagai tahap evolusi. Tim Habel menggunakan gambar untuk mengukur bentuk struktur dan memperkirakan volume gas yang dikeluarkan untuk membentuk rongga. Dari analisis ini, mereka dapat memperkirakan jumlah massa yang telah dibersihkan oleh ledakan bintang.

"Kami menemukan bahwa pada akhir fase protostellar, di mana sebagian besar gas telah jatuh dari awan di sekitarnya menuju bintang, sejumlah bintang muda masih memiliki rongga yang cukup sempit," kata anggota tim Tom Megeath dari Universitas Toledo. "Jadi, gambaran yang masih umum dipegang tentang apa yang menentukan massa sebuah bintang dan apa yang menghentikan aliran gas adalah bahwa rongga aliran keluar yang tumbuh ini mengambil semua gas. Ini sangat mendasar bagi gagasan kami tentang bagaimana pembentukan bintang. melanjutkan, tetapi tampaknya tidak sesuai dengan data di sini. "

Teleskop masa depan seperti Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA akan menyelidiki lebih dalam proses pembentukan protobintang. Pengamatan spektroskopi Webb akan mengamati bagian dalam cakram yang mengelilingi protobintang dalam cahaya inframerah, mencari jet di sumber termuda. Webb juga akan membantu astronom mengukur laju pertambahan material dari piringan ke bintang, dan mempelajari bagaimana piringan bagian dalam berinteraksi dengan arus keluar.