NASA’s Webb Catches Fiery Hourglass as New Star Forms

RO: NASA’s James Webb Space Telescope has revealed the once-hidden features of the protostar within the dark cloud L1527, providing insight into the beginnings of a new star. These blazing clouds within the Taurus star-forming region are only visible in infrared light, making it an ideal target for Webb’s Near-Infrared Camera (NIRCam). The protostar itself is hidden from view within the “neck” of this hourglass shape. An edge-on protoplanetary disk is seen as a dark line across the middle of the neck. Light from the protostar leaks above and below this disk, illuminating cavities within the surrounding gas and dust. The region’s most prevalent features, the clouds colored blue and orange in this representative-color infrared image, outline cavities created as material shoots away from the protostar and collides with surrounding matter. The colors themselves are due to layers of dust between Webb and the clouds. The blue areas are where the dust is thinnest. The thicker the layer of dust, the less blue light is able to escape, creating pockets of orange.

Credits: NASA, ESA, CSA, and STScI. Image processing: J. DePasquale, A. Pagan, and A. Koekemoer (STScI)

Despite the chaos that L1527 causes, it’s only about 100,000 years old – a relatively young body. Given its age and its brightness in far-infrared light as observed by missions like the Infrared Astronomical Satellite, L1527 is considered a class 0 protostar, the earliest stage of star formation. Protostars like these, which are still cocooned in a dark cloud of dust and gas, have a long way to go before they become full-fledged stars. L1527 doesn’t generate its own energy through nuclear fusion of hydrogen yet, an essential characteristic of stars. Its shape, while mostly spherical, is also unstable, taking the form of a small, hot, and puffy clump of gas somewhere between 20 and 40% the mass of our Sun.

As the protostar continues to gather mass, its core gradually compresses and gets closer to stable nuclear fusion. The scene shown in this image reveals L1527 doing just that. The surrounding molecular cloud is made up of dense dust and gas being drawn to the center, where the protostar resides. As the material falls in, it spirals around the center. This creates a dense disk of material, known as an accretion disk, which feeds material to the protostar. As it gains more mass and compresses further, the temperature of its core will rise, eventually reaching the threshold for nuclear fusion to begin – the beginnings of the planet. Ultimately, this view of L1527 provides a window into what our Sun and solar system looked like in their infancy.

RO: Telescopul spațial James Webb al NASA a dezvăluit caracteristicile odinioară ascunse ale protostelei din norul întunecat L1527, oferind o perspectivă asupra începuturilor unei stele. Acești nori arzânzi din regiunea de formare a stelelor Taurus sunt vizibili doar în infraroșu, ceea ce îi face o țintă ideală pentru Camera în infraroșu apropiat (NIRCam) a lui Webb. Protosteaua însăși este ascunsă de vedere în interiorul “gâtului” acestei forme de clepsidră. Un disc protoplanetar cu marginea în sus se vede ca o linie întunecată în mijlocul gâtului. Lumina provenită de la protostea se scurge deasupra și dedesubtul acestui disc, luminând cavitățile din gazul și praful din jur. Cele mai importante caracteristici ale regiunii, norii colorați în albastru și portocaliu în această imagine reprezentativă în infraroșu, conturează cavități create pe măsură ce materialul se îndepărtează de protostea și se ciocnește cu materia din jur. Culorile în sine se datorează straturilor de praf dintre Webb și nori. Zonele albastre sunt cele în care praful este cel mai subțire. Cu cât stratul de praf este mai gros, cu atât mai puțină lumină albastră poate scăpa, creând buzunare de culoare portocalie.

În ciuda haosului pe care îl provoacă L1527, aceasta are doar aproximativ 100.000 de ani – un corp relativ tânăr. Având în vedere vârsta sa și luminozitatea sa în lumina infraroșie îndepărtată, observată de misiuni precum Satelitul Astronomic în Infraroșu, L1527 este considerată o protostea de clasa 0, cel mai timpuriu stadiu de formare a stelelor. Protostele ca acestea, care sunt încă învăluite într-un nor întunecat de praf și gaz, mai au un drum lung de parcurs până să devină stele cu drepturi depline. L1527 nu își generează încă propria energie prin fuziunea nucleară a hidrogenului, o caracteristică esențială a stelelor. Forma sa, deși în mare parte sferică, este de asemenea instabilă, luând forma unui mic, fierbinte și umflat ghem de gaz, undeva între 20 și 40% din masa Soarelui nostru.

Pe măsură ce protosteaua continuă să acumuleze masă, miezul său se comprimă treptat și se apropie de fuziunea nucleară stabilă. Scena prezentată în această imagine arată că L1527 face exact acest lucru. Norul molecular din jur este alcătuit din praf dens și gaz care este atras spre centru, unde se află protosteaua. Pe măsură ce materialul cade înăuntru, acesta se învârte în spirală în jurul centrului. Acest lucru creează un disc dens de material, cunoscut sub numele de disc de acreție, care alimentează cu material protosteaua. Pe măsură ce aceasta capătă mai multă masă și se comprimă și mai mult, temperatura nucleului său va crește, atingând în cele din urmă pragul pentru ca fuziunea nucleară să înceapă – începutul planetei. În cele din urmă, această vedere a lui L1527 oferă o fereastră către cum arătau Soarele și sistemul nostru solar în copilărie.

Source (NASA, “NASA’s Webb Catches Fiery Hourglass as New Star Forms”, 16.11.2022)