Derfor stråler Tarantelstjernetågen svagere i røntgen – ny forskning med Chandra, Webb og Hubble giver svaret

I nogle områder står det blå Chandralag alene; i andre overlapper det med det røde Webb-lag eller det grønne Hubble-lag. I det centrale område smelter alle tre lag sammen og skaber et fuldt spektrum af rød, orange, gul, grøn og blå . Undersøgelsen brugte også arkivdata fra NASAs pensionerede Spitzer-teleskop .

Mysteriet: Den manglende røntgenenergi

Tarantelstjernetågen er et af de mest energiske stjernedannelsesområder i det lokale univers og huser tusindvis af massive, unge stjerner. Deres kraftige stjernevinde burde opvarme den omgivende gas til temperaturer, der udsender røntgenstråling. Alligevel har tidligere observationer konsekvent vist, at tågen udstråler langt mindre røntgenlys end forudsagt af klassiske modeller .

Rodriguez og hendes hold satte sig for at finde ud af, hvor energien bliver af. Ved at bruge 2 millioner sekunders Chandratid – det dybeste røntgenbillede nogensinde af 30 Doradus – kombineret med data fra Webb, Hubble og Spitzer, analyserede de tågens struktur og energibalance .

De tre energitabsmekanismer

Undersøgelsen identificerede tre forskellige processer, der fører energi væk fra den varme, røntgenstrålende gas :

1. Lækage af varm gas

Op til halvdelen af den varme, røntgenstrålende gas slipper helt ud af tågen. Gassen siver gennem fragmenterede vægge i tågens gas- og støvstrukturer – med andre ord: boblevæggene er ikke helt tætte, så det varmeste materiale kan strømme ud i det omgivende rum .

2. Turbulent blanding

Kold gas nær boblevæggene hvirvles op og blandes fysisk med noget af den varme gas i det indre. Denne turbulente blanding sænker den samlede temperatur af gassen og reducerer dens evne til at udsende røntgenstråling .

3. Termisk ledning

Direkte fysisk kontakt mellem varm gas i det indre og køligere gas i de tætte skaller får varme til at ledes fra den varme region til den koldere – ligesom en metalpande leder varme fra et komfur. Denne proces udligner temperaturerne uden nødvendigvis at blande de to gasfaser og dræner yderligere energi fra røntgenreservoiret .

Hvorfor det betyder noget for stjernedannelsesområder

Kombinationen af disse tre processer forklarer, hvorfor Tarantelstjernetågen udstråler væsentligt mindre røntgenlys end forventet ud fra de tusindvis af massive unge stjerners vind . Resultaterne udfordrer klassiske modeller for stjernevindfeedback, som antog, at energi fra massive stjerner forbliver fanget nær stjernehoben. I stedet viser undersøgelsen, at energien slipper ud ad flere kanaler – en opdagelse, der har betydning for forståelsen af, hvordan stjernedannelsesområder påvirker deres værtsgalakser, herunder hvordan de driver galaktiske udstrømninger og regulerer stjernedannelse.

Tarantelstjernetågen, også kendt som 30 Doradus, er det største og mest produktive stjernedannelsesområde i den Lokale Gruppe af galakser. Dens nærhed (160.000 lysår væk i Den Store Magellanske Sky) gør den til et ideelt laboratorium til at studere de feedbackprocesser, der former galakser i hele universet.