Sekilas Webb tentang Kelahiran Bintang Supersonik

Gambar inframerah rinci JWST dari HH 211 mengungkap dinamika aliran keluar protobintang muda, menawarkan wawasan baru tentang pembentukan bintang awal, termasuk gerak lambat dan sifat molekuler dari material yang dikeluarkan.

Objek yang disebut objek Herbig-Haro (HHs) adalah pancaran gas bercahaya yang menandakan pertumbuhan bayi bintang. Menggunakan NASA/ESA/CSA Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), sebuah tim astronom internasional, yang melibatkan ilmuwan dari Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), telah memperoleh gambar spektakuler HH 211, sebuah jet bipolar yang melakukan perjalanan melalui ruang antarbintang dengan kecepatan supersonik. Terletak sekitar 1.000 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Perseus, objek tersebut merupakan salah satu aliran protobintang termuda dan terdekat, menjadikannya target ideal untuk JWST.

Pengantar Objek Herbig-Haro

Objek Herbig-Haro mengelilingi bintang yang baru lahir dan terbentuk ketika angin bintang atau pancaran gas yang dikeluarkan dari bintang yang baru lahir tersebut membentuk gelombang kejut yang bertabrakan dengan gas dan debu di dekatnya dengan kecepatan tinggi. Gambar JWST baru yang menarik dari HH 211 mengungkapkan keluarnya protobintang Kelas 0, analogi Matahari kita yang kekanak-kanakan ketika usianya tidak lebih dari beberapa puluh ribu tahun dan massanya hanya 8% dari massa saat ini. Matahari (pada akhirnya akan tumbuh menjadi bintang seperti Matahari). Protobintang belum mencapai tahap fusi nuklir.

Pencitraan Inframerah dan Wawasan Bintang

Pencitraan inframerah sangat berguna dalam mempelajari bintang-bintang yang baru lahir dan arus keluarnya karena bintang-bintang tersebut masih tertanam dalam gas awan molekul tempat mereka terbentuk. Emisi inframerah dari aliran keluar bintang menembus gas dan debu yang menutupi, menjadikan objek Herbig-Haro seperti HH 211 ideal untuk observasi dengan instrumen inframerah sensitif JWST. Molekul yang tereksitasi oleh kondisi turbulen, termasuk molekul hidrogen, karbon monoksida, dan silikon monoksida, memancarkan cahaya inframerah yang dapat dikumpulkan JWST untuk memetakan struktur aliran keluar.

Detail Diungkap oleh JWST

Gambar yang diambil dengan instrumen NIRCam menunjukkan serangkaian guncangan busur, yaitu radiasi yang dipicu oleh tumbukan gas, ke arah tenggara (kiri bawah) dan barat laut (kanan atas), serta jet bipolar sempit yang tertanam yang memberikan kekuatan pada guncangan yang belum pernah terjadi sebelumnya. detailnya — resolusi spasialnya kira-kira 5 hingga 10 kali lebih tinggi dibandingkan gambar HH 211 sebelumnya. Rangkaian peristiwa guncangan ini mengindikasikan pelepasan gas secara episodik, yang berhubungan langsung dengan pertumbuhan protobintang melalui masuknya debu dan gas.

Pengamatan Jet Dalam dan Kemungkinan Bintang Biner

Jet bagian dalam tampak “goyah” dengan simetri cermin di kedua sisi protobintang pusat. Hal ini konsisten dengan pengamatan pada skala yang lebih kecil dan menunjukkan bahwa protobintang sebenarnya adalah bintang biner yang belum terselesaikan.

“Pengamatan dengan JWST tidak hanya menghasilkan gambar yang menakjubkan. “Mereka juga memberi kita alat untuk mempelajari kematangan bintang pendahulunya dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya,” kata Thomas Henning, direktur Institut Astronomi Max Planck (MPIA) di Heidelberg, Jerman. “Oleh karena itu, pengamatan ini menghasilkan informasi yang sangat berharga dalam upaya kami memahami pembentukan bintang.”

Kemajuan dalam Mengamati Pergerakan Gas

Pengamatan sebelumnya terhadap HH 211 dengan teleskop berbasis darat menunjukkan pergerakan gas sepanjang aliran keluar dengan mengukur pergeseran panjang gelombang radiasi yang dipancarkan. Sekarang, tim menemukan guncangan besar busur pergeseran merah (barat laut) dan pergeseran biru (tenggara) serta struktur seperti rongga yang masing-masing disebabkan oleh hidrogen dan karbon monoksida yang tereksitasi oleh guncangan tersebut, dan jet dua sisi yang berkelok-kelok dan berkelok-kelok. bagian dalam. cahaya silikon monoksida. Melalui observasi baru menggunakan NIRCam dan NIRSpec di JWST, para peneliti menemukan bahwa aliran gas di objek tersebut relatif lambat dibandingkan dengan protobintang serupa namun lebih berevolusi.

Pengukuran Kecepatan Arus Keluar

Tim mengukur kecepatan struktur aliran keluar terdalam sekitar 80 hingga 100 kilometer per detik. Namun, perbedaan kecepatan antara bagian aliran keluar ini dan material utama yang bertabrakan – kecepatan gelombang kejut – jauh lebih kecil. Mereka menyimpulkan bahwa aliran keluar dari bintang-bintang termuda, seperti yang ada di pusat HH 211, sebagian besar terdiri dari molekul karena kecepatan gelombang kejut yang relatif rendah, yang tidak cukup energik untuk memecah molekul menjadi atom dan ion yang lebih sederhana.

Untuk informasi lebih lanjut mengenai pengamatan ini, lihat Webb Menangkap Aliran Supersonik dari Bintang yang Baru Lahir.

Informasi lebih lanjut

Ilmuwan MPIA yang terlibat dalam penelitian ini adalah H. Beuther (Co-I), Th. Henning, M. Güdel (juga ETH Zürich, Swiss dan Universitas Wina, Austria), dan G. Perotti.

Para astronom mengamati HH 211 sebagai bagian dari Program Pengamatan JWST Siklus 1 1257, “The Young Protostellar Outflow HH211” (PI: Thomas Ray).

Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) adalah observatorium terkemuka di dunia untuk penelitian luar angkasa. JWST adalah program internasional yang dipimpin oleh NASA dan mitranya, ESA (Badan Antariksa Eropa) dan CSA (Badan Antariksa Kanada).

Kamera Inframerah Dekat (NIRCam) dan Spektrograf Inframerah Dekat (NIRSpec) adalah dua dari empat instrumen ilmiah JWST. NIRCam adalah pencitra inframerah dekat andalan JWST, yang menyediakan pencitraan resolusi tinggi dan spektroskopi untuk berbagai investigasi. NIRSpec menyediakan pengamatan spektroskopi resolusi rendah, sedang, dan tinggi dalam inframerah dekat (dari 0,6 hingga 5,0 mikron). Itu dibangun oleh industri Eropa sesuai dengan spesifikasi ESA. MPIA memasok mekanisme filter dan roda kisi.