Bei der Verwendung des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zur Untersuchung der Maser um den seltsamen Stern MWC 349A entdeckten Wissenschaftler etwas Unerwartetes: einen zuvor unsichtbaren Materialstrahl, der mit unglaublich hohen Geschwindigkeiten von der Gasscheibe des Sterns abgeschossen wurde. Außerdem glauben sie, dass der Jet durch starke magnetische Kräfte verursacht wird, die den Stern umgeben.
Die Entdeckung könnte Forschern helfen, die Natur und Entwicklung massereicher Sterne zu verstehen und wie Wasserstoff-Maser im Weltraum entstehen. Die neuen Beobachtungen wurden heute (9. Januar) in a vorgestellt Pressekonferenz auf der 241. Sitzung der American Astronomical Society (AAS) in Seattle, Washington.
MWC 349A liegt etwa 3.900 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus und ist aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften ein Hotspot für die wissenschaftliche Forschung im Bereich optischer, infraroter und Radiowellenlängen. Der massive Stern – ungefähr 30-mal so schwer wie die Sonne – ist eine der hellsten Radioquellen am Himmel und eines von nur einer Handvoll Objekten, von denen bekannt ist, dass sie Wasserstoff-Maser besitzen. Diese Maser verstärken Mikrowellen-Funkemissionen und machen es einfacher, Prozesse zu untersuchen, die normalerweise zu klein sind, um sichtbar zu sein. Es ist dieses einzigartige Merkmal, das es Wissenschaftlern ermöglichte, die Scheibe von MWC 349A zum ersten Mal im Detail zu kartieren.
„Ein Maser ist wie ein natürlich vorkommender Laser“, sagte Sirina Prasad, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Grundstudium am Zentrum für Astrophysik | Harvard & Smithsonian (CfA) und Hauptautor des Artikels. „Es ist ein Bereich im Weltraum, der ein wirklich helles Licht ausstrahlt. Wir können dieses Licht sehen und es bis zu seinem Ursprung zurückverfolgen, was uns der Frage, was wirklich vor sich geht, einen Schritt näher bringt.“
Unter Nutzung des Auflösungsvermögens von ALMAs Band 6, das vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO) der US-amerikanischen National Science Foundation entwickelt wurde, war das Team in der Lage, die Maser einzusetzen, um die zuvor unsichtbaren Strukturen in der unmittelbaren Umgebung des Sterns freizulegen. Qizhou Zhang, leitender Astrophysiker am CfA und Hauptforscher des Projekts, fügte hinzu: „Wir haben mit Wasserstoff erzeugte Maser verwendet, um die physikalischen und dynamischen Strukturen im Gas um MWC 349A zu untersuchen, und eine abgeflachte Gasscheibe mit einem Durchmesser von ungefähr 50 AE entdeckt die Größe des Sonnensystems, was die nahezu horizontale Scheibenstruktur des Sterns bestätigt. Wir fanden auch eine sich schnell bewegende Jet-Komponente, die in den vom Stern wegströmenden Winden verborgen war.“
Der beobachtete Jet schleudert Material mit einer atemberaubenden Geschwindigkeit von 500 km pro Sekunde vom Stern weg. Das ist so, als würde man die Entfernung zwischen San Diego, Kalifornien, und Phoenix, Arizona, buchstäblich im Handumdrehen zurücklegen. Laut Forschern ist es wahrscheinlich, dass ein Jet, der sich so schnell bewegt, durch eine magnetische Kraft gestartet wird. Im Fall von MWC 349A könnte diese Kraft ein magnetohydrodynamischer Wind sein – eine Art Wind, dessen Bewegung durch das Zusammenspiel zwischen dem Magnetfeld des Sterns und Gasen in seiner umgebenden Scheibe bestimmt wird.
„Unser bisheriges Verständnis von MWC 349A war, dass der Stern von einer rotierenden Scheibe und photoverdampfendem Wind umgeben war. Starke Beweise für einen zusätzlichen kollimierten Jet wurden in diesem System noch nicht gesehen. Obwohl wir noch nicht sicher wissen, wo er sich befindet herkommt oder wie es hergestellt wird, könnte es sein, dass ein magnetohydrodynamischer Wind den Jet erzeugt, in diesem Fall ist das Magnetfeld dafür verantwortlich, rotierendes Material aus dem System zu schleudern“, sagte Prasad. „Dies könnte uns helfen, die Scheibenwinddynamik von MWC 349A und das Zusammenspiel zwischen zirkumstellaren Scheiben, Winden und Jets in anderen Sternensystemen besser zu verstehen.“
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Diese Ergebnisse werden während einer Pressekonferenz im Rahmen der 241. Tagung der American Astronomical Society am Montag, den 9. Januar um 14:15 Uhr Pacific Standard Time (PST) präsentiert.