Wilayah pembentukan bintang terdekat memberikan petunjuk tentang pembentukan tata surya kita

Sebuah wilayah pembentukan bintang aktif di konstelasi Ophiuchus memberi para astronom wawasan baru tentang kondisi pembentukan tata surya kita sendiri. Secara khusus, sebuah studi baru dari kompleks pembentukan bintang Ophiuchus menunjukkan bagaimana tata surya kita bisa diperkaya dengan unsur-unsur radioaktif berumur pendek.

Bukti untuk proses pengayaan ini telah ada sejak tahun 1970-an, ketika para ilmuwan mempelajari inklusi mineral tertentu dalam meteorit menyimpulkan bahwa mereka adalah sisa-sisa murni dari tata surya muda dan mengandung produk peluruhan radionuklida berumur pendek. Ini unsur radioaktif bisa saja tertiup ke tata surya yang baru lahir oleh bintang yang meledak di dekatnya (supernova) atau oleh angin bintang yang kuat dari bintang masif yang dikenal sebagai bintang Wolf-Rayet.

Penulis studi baru yang diterbitkan pada 16 Agustus di Astronomi alam, menggunakan pengamatan multi-panjang gelombang dari wilayah pembentuk bintang Ophiuchus, termasuk data inframerah baru yang spektakuler, untuk mengungkapkan interaksi antara awan gas pembentuk bintang dan radionuklida yang dihasilkan di gugus bintang muda terdekat. Hasil mereka menunjukkan bahwa supernova di gugus bintang adalah sumber yang paling mungkin dari radionuklida berumur pendek di awan pembentukan bintang.

“Tata surya kita kemungkinan besar terbentuk di awan molekul raksasa bersama dengan gugus bintang muda, dan satu atau lebih peristiwa supernova dari beberapa bintang masif di gugus itu mencemari gas yang berubah menjadi matahari dan sistem planetnya,” kata co- penulis Douglas NC Lin, Profesor Emeritus Astronomi dan Astrofisika di UC Santa Cruz. “Meskipun skenario ini telah disarankan di masa lalu, kekuatan makalah ini adalah bahwa ia menggunakan beberapa pengamatan panjang gelombang dan analisis statistik yang canggih untuk mendapatkan ukuran kuantitatif dari kemungkinan model.”

Penulis pertama John Forbes dari Flatiron Institute’s Center for Computational Astrophysics mengatakan data dari teleskop sinar gamma berbasis ruang angkasa memungkinkan pendeteksian sinar gamma yang dipancarkan oleh radionuklida aluminium-26 berumur pendek. “Ini adalah pengamatan yang menantang. Kami hanya dapat membuktikannya secara meyakinkan di dua wilayah pembentuk bintang, dan data terbaik berasal dari kompleks Ophiuchus,” katanya.

Kompleks awan Ophiuchus mengandung banyak inti protostellar padat dalam berbagai tahap pembentukan bintang dan evolusi cakram protoplanet, yang mewakili tahap paling awal dalam pembentukan sistem planet. Dengan menggabungkan data gambar dalam rentang panjang gelombang dari milimeter hingga sinar gamma, para peneliti dapat memvisualisasikan aliran aluminium-26 dari gugus bintang terdekat menuju wilayah pembentuk bintang Ophiuchus.

“Proses pengayaan yang kita lihat di Ophiuchus konsisten dengan apa yang terjadi selama pembentukan tata surya 5 miliar tahun lalu,” kata Forbes. “Ketika kami melihat contoh indah tentang bagaimana proses ini bisa berjalan, kami mencoba memodelkan gugus bintang terdekat yang menghasilkan radionuklida yang kita lihat hari ini dalam sinar gamma.”

Forbes mengembangkan model yang memperhitungkan setiap bintang masif yang mungkin ada di wilayah ini, termasuk massa, usia, dan kemungkinan meledak sebagai supernova, termasuk potensi hasil aluminium-26 dari angin bintang dan supernova. Model memungkinkan dia untuk menentukan probabilitas berbagai skenario yang diamati hari ini untuk pembuatan aluminium-26.

“Kami sekarang memiliki informasi yang cukup untuk mengatakan bahwa ada kemungkinan 59 persen supernova dan 68 persen kemungkinan itu berasal dari berbagai sumber, bukan hanya satu supernova,” kata Forbes.

semacam ini Analisis statistik memberikan probabilitas untuk skenario yang telah diperdebatkan oleh para astronom selama 50 tahun terakhir, catat Lin. “Ini adalah arah baru bagi astronomi untuk mengukur probabilitas,” katanya.

Temuan baru juga menunjukkan bahwa jumlah radionuklida berumur pendek yang dimasukkan ke dalam sistem bintang yang baru muncul dapat sangat bervariasi. “Banyak sistem bintang baru lahir dengan kelimpahan aluminium-26 sesuai dengan tata surya kita, tetapi variasinya sangat besar – beberapa kali lipat,” kata Forbes. “Ini penting untuk evolusi awal sistem planet, karena aluminium-26 adalah sumber panas awal utama. Lebih banyak aluminium-26 mungkin berarti planet yang lebih kering.”

Data inframerah, yang memungkinkan tim untuk melihat melalui awan berdebu ke jantung kompleks pembentukan bintang, disediakan oleh rekan penulis João Alves dari Universitas Wina sebagai bagian dari studi VISI taman kanak-kanak bintang terdekat dari European Southern Observatory. dengan VISTA. memenangkan teleskop di Chili.

“Ophiuchus sebagai daerah pembentuk bintang tidak ada yang istimewa,” kata Alves. “Ini hanya gas biasa dan konfigurasi massif muda bintang, oleh karena itu hasil kami harus mewakili akumulasi unsur radioaktif berumur pendek dalam pembentukan bintang dan planet di Bima Sakti.”

Tim juga menggunakan data dari Herschel Space Observatory milik European Space Agency (ESA), satelit Planck milik ESA, dan observatorium sinar gamma Compton NASA.