home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Starbase One Astronomy & Space Collection / STARBASE_ONE.ISO / a96 / disk11 / 95_24.txt < prev    next >
Text File  |  1996-01-19  |  22KB  |  430 lines

  1.                                           EMBARGOED UNTIL:  2:00 P.M. (EDT)
  2.                                                                June 6, 1995
  3.  
  4. CONTACT:  Don Savage
  5.           NASA Headquarters, Washington, DC
  6.           (Phone:  202-358-1547)
  7.  
  8.           Tammy Jones
  9.           Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD
  10.           (Phone:  301-286-5566)
  11.  
  12.           Ray Villard
  13.           Space Telescope Science Institute
  14.           (Phone:  410-338-4514)
  15.  
  16.  
  17.                            HUBBLE OBSERVES THE FIRE 
  18.                         AND FURY OF A STELLAR BIRTH
  19.  
  20. NASA's Hubble Space Telescope has provided a detailed look at the 
  21. fitful, eruptive, and dynamic processes accompanying the final stages 
  22. of a star's "construction." 
  23.  
  24. Images from the orbiting observatory reveal new details that will 
  25. require further refinement of star formation theories, according to 
  26. several independent teams of astronomers that have used Hubble 
  27. to observe different embryonic stars.  The Hubble observations 
  28. shed new light on one of modern astronomy's central questions: how 
  29. do tenuous clouds of interstellar gas and dust make stars like our Sun?
  30.  
  31. "For the first time we are seeing a newborn star close up -- at the scale of
  32.  our solar system -- and probing the inner workings," said Chris Burrows 
  33. of the Space Telescope Science Institute,Baltimore,  MD and the 
  34. European Space Agency.  "In doing so we will be able to create detailed
  35. models of star birth and gain a much better understanding of the 
  36. formation of our Sun and planets." 
  37.  
  38. The Hubble images provide a dramatically clear look at a collapsing 
  39. circumstellar disk of dust and gas that builds the star and provides the 
  40. ingredients for a planetary system, blowtorch-like jets of hot gas 
  41. funneled from deep within several embryonic systems, and machine-gun 
  42. like bursts of material fired from the stars at speeds of a half-million miles 
  43. per hour.
  44.  
  45. The images offer clues to events that occurred in our solar system when 
  46. the Sun was born 4.5 billion years ago.  Astronomers commonly believe 
  47. that Earth and the other eight planets condensed out of a circumstellar 
  48. disk because they lie in the same plane and orbit the Sun in the same 
  49. direction.  According to this theory, when the Sun ignited it blew away 
  50. the remaining disk, but not before the planets had formed.
  51.  
  52. "The Hubble images are opening up a whole new field of stellar research 
  53. for astronomers and clearing up of a decade worth of uncertainty," 
  54. added Jeff Hester of Arizona State University, Tempe, AZ.  "Now we 
  55. can look so close to a star that many details of star birth become clear 
  56. immediately."
  57.  
  58. The key new details revealed by the new Hubble pictures:
  59.  
  60.      *    Jets originate from the star and the inner parts of the disk and 
  61.           become confined to a narrow beam within a few billion miles of 
  62.           their source.   It's  not known how the jets are focused, or collimated.  
  63.           One theory is that magnetic fields, generated by the star or disk, 
  64.           might constrain the jets.
  65.  
  66.      *    Stars shoot out clumps of gas that might provide insights into 
  67.           the nature of the disk collapsing onto the star.  The beaded jet 
  68.           structure is a "ticker tape" recording of how clumps of material 
  69.           have, episodically, fallen onto the star.  In one case, Hubble 
  70.           allowed astronomers to follow the motion of the blobs and measure 
  71.           their velocity.
  72.  
  73.      *    Jets "wiggle" along their multi-trillion-mile long paths, suggesting 
  74.           the gaseous fountains change their position and direction.  The 
  75.           wiggles may result from the gravitational influence of one or more 
  76.           unseen protostellar companions.
  77.  
  78. More generally, Hester emphasizes:  "Disks and jets are ubiquitous in the 
  79. universe.  They occur over a vast range of energies and physical scales, 
  80. in a variety of phenomena."  Gaining an understanding of these young 
  81. circumstellar structures might shed light on similar activity in a wide 
  82. array of astronomical phenomena: novae, black holes, radio galaxies and 
  83. quasars.
  84.  
  85. "The Hubble pictures appear to exclude whole classes of models 
  86. regarding jet formation and evolution," said Jon Morse of the Space 
  87. Telescope Science Institute.
  88.  
  89. A disk appears to be a natural outcome when a slowly rotating cloud 
  90. of gas collapses under the force of gravity -- whether the gas is 
  91. collapsing to form a star, or is falling onto a massive black hole.   
  92. Material falling onto the star creates a jet when some of it is heated 
  93. and blasted along a path that follows the star's rotation axis, like an 
  94. axle through a wheel. 
  95.  
  96. Jets may assist star formation by carrying away excess angular 
  97. momentum that otherwise would prevent material from reaching the 
  98. star.   Jets also provide astronomers with a unique glimpse of the inner 
  99. workings of the star and disk. "Not even the Hubble Telescope can 
  100. watch as material makes it final plunge onto the surface of the forming 
  101. star, but the new observations are still telling us much about that  
  102. process," said Hester.
  103.  
  104. Burrows, Hester, Morse and their co-investigators independently 
  105. observed several star birth sites in our galactic neighborhood. "All of 
  106. these objects tell much the same story," Hester emphasized.  "We are 
  107. clearly seeing a process that is a crucial part of star formation, and not 
  108. just the peculiarities of a few oddball objects."
  109.  
  110. The researchers all agree that the Hubble pictures generally confirm 
  111. models of star formation but will send theorists back to the drawing 
  112. board to explain the details.  The researchers emphasize that future 
  113. models of star formation will have to take into account why jets are 
  114. ejected from such a well-defined region in the disk, why jets are 
  115. collimated a few billion miles out from the star, and why gas in the 
  116. jets is ejected quasi-periodically.
  117.  
  118. Changes are occurring so rapidly in the jets that Hubble will be able 
  119. to follow their evolution of these objects over the next decade.
  120.  
  121.                                 * * * * * *
  122. The Space Telescope Science Institute is operated by the Association 
  123. of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) for NASA, 
  124. under contract with the Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD.  
  125. The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation 
  126. between NASA and the European Space Agency (ESA).
  127.  
  128. Image files in GIF and JPEG format may be accessed on Internet via 
  129. anonymous ftp from ftp.stsci.edu in /pubinfo:
  130.                                           GIF             JPEG
  131.      PRC95-24a      HH30/HH34/HH47      gif/JetDisk3   jpeg/JetDisk3
  132.      PRC95-24b      HH30 Jet Motion     gif/HH30       jpeg/HH30
  133.      PRC95-24c      HH1/HH2 Details     gif/HH1-2      jpeg/HH1-2
  134.      PRC95-24d      HH47 Jet Detail     gif/HH47       jpeg/HH47
  135.  
  136. The same images are available via World Wide Web from URL
  137. http://www.stsci.edu/Latest.html, or via links in  
  138. http://www.stsci.edu/public.html.
  139.  
  140.  
  141.                             SCIENCE BACKGROUND
  142.  
  143.                            STELLAR DISKS AND JETS
  144.  
  145. Stellar jets are analogous to giant lawn sprinklers.  Whether a sprinkler 
  146. whirls, pulses or oscillates, it offers insights into how its tiny 
  147. mechanism works.  Likewise stellar jets, billions or trillions of miles 
  148. long offer some clues to what's happening close into the star at scales 
  149. of only millions of miles, which are below even Hubble's ability to 
  150. resolve detail. Hubble's new findings address a number of outstanding 
  151. questions: 
  152.  
  153. Where Are Jets Made?
  154.  
  155. Hubble shows that a jet comes from close into a star rather than the 
  156. surrounding disk of material.  Material either at or near the star is heated 
  157. and blasted into space, where it travels for billions of miles before 
  158. colliding with interstellar material.
  159.  
  160. Why Are Jets So Narrow?
  161.  
  162. The Hubble pictures increase the mystery as to how jets are confined 
  163. into a thin beam.  The pictures tend to rule out the earlier notion that a 
  164. disk was needed to form a nozzle for collimating the jets, much like a 
  165. garden hose nozzle squeezes water to a narrow stream.  One theoretical 
  166. possibility is that magnetic fields in the disk might focus the gas into 
  167. narrow beams, but there is as yet no direct observational evidence that 
  168. magnetic fields are important. 
  169.  
  170. What Causes a Jet's Beaded Structure?
  171.  
  172. Hubble is solving the puzzle of a unique beaded structure in the jets, 
  173. first detected from the ground but never fully understood.
  174.  
  175. "Before the Hubble observations the emission knots were a mystery," 
  176. said Jeff Hester.  "Many astronomers thought that the knots were the 
  177. result of interactions of the jet with the gas that the jet is passing 
  178. through, while others thought that the knots were due to 'sputtering' 
  179. of the central engine.  We now know that the knots are the result of 
  180. sputtering."  Hester bases this conclusion on Hubble images which 
  181. show the beads are real clumps of gas plowing through space like a
  182. string of motor boats.  Competing theories, now disproved by Hubble, 
  183. suggested a hydrodynamic effect such as shock-diamond patterns 
  184. seen in the exhaust of a jet fighter.  
  185.  
  186. What Do Jets Tell Us about Star Birth?
  187.  
  188. "The jet's clumpy structure is like a stockbroker's ticker tape; they 
  189. represent a recorded  history of events that occurred close to the star," 
  190. said Jon Morse.  "The spacing of the clumps in the jet reveals that 
  191. variations are occurring on several time scales close to the star where 
  192. the jet originates.  Like a "put-put" motor, variations every 20 to 30 
  193. years create the strings of blobs we see," Morse concluded.  
  194. "However, every few hundred years or so, a large amplitude 
  195. variation generates a 'whopper' of a knot, which evolves into one 
  196. of the major bow-shaped shock waves."  Other Hubble views by 
  197. Chris Burrows reveal new blobs may be ejected every few months. 
  198. "If the circumstellar disk drives the jet then the clumpiness of the 
  199. jet provides an indirect measure of irregularities in the disk."
  200.  
  201. Why Are Jets "Kinky"?
  202.  
  203. The Hubble pictures also show clear evidence that jets have unusual 
  204. kinks along their path of motion.  This might be evidence for a stellar 
  205. companion or planetary system that pulls on the central star, causing 
  206. it to wobble, which in turn causes the jet to change directions, like 
  207. shaking a garden hose. The jet blast clears out material around the 
  208. star, and perhaps determines how much gas finally collapses onto 
  209. the star. 
  210.  
  211. Star Formation
  212.  
  213. A star forms through the gravitational collapse of a vast cloud of 
  214. interstellar hydrogen.  According to theory, and confirmed by 
  215. previous Hubble pictures, a dusty disk forms around the newborn star.  
  216. As material falls onto the star, some of it can be heated and ejected 
  217. along the star's spin axis as opposing jets.  These jets of hot gas blaze 
  218. for a relatively short period of the star's life, less than 100,000 years.  
  219. However, that brief activity can predestine the star's evolution, since 
  220. the final mass of a star determines its longevity, temperature, and 
  221. ultimate fate.  The jet might carry away a significant fraction of the 
  222. material falling in toward the star, and, like a  hose's water stream 
  223. plowing into sand, sweeps out a cavity around the star that prevents
  224. additional gas from falling onto the circumstellar disk.
  225.  
  226. Historical Background
  227.  
  228. In the early 1950's, American astronomer George Herbig and Mexican 
  229. astronomer Guillermo Haro independently catalogued several 
  230. enigmatic "clots" of nebulosity near stars near the  Orion nebula that 
  231. have since been called Herbig-Haro objects.  It is only in the last 20 
  232. years, however, that the true nature of these objects, and their role 
  233. in the star formation process,  has been revealed.  Careful study 
  234. showed that many of the Herbig-Haro objects represent portions
  235. of high-speed jets streaming away from nascent stars.  Now there 
  236. are nearly 300 Herbig-Haro objects identified by astronomers around 
  237. the world, and the list is growing as new technologies and techniques 
  238. are developed to probe the dusty depths of  nearby stellar nurseries.
  239.  
  240.  
  241.                                        EMBARGOED UNTIL:  2:00 P.M. (EDT)                        
  242.                                                             JUNE 6, 1995
  243.  
  244.                                         PHOTO RELEASE NO.:  STSCI-PRC95-24a
  245.  
  246.  
  247.                   HUBBLE VIEWS OF THREE STELLAR JETS
  248.  
  249. These NASA Hubble Space Telescope views of gaseous jets from 
  250. three newly forming stars  show a new level of detail in the star 
  251. formation process, and are helping to solve decade-old  questions 
  252. about the secrets of star birth.  Jets are a common "exhaust product" 
  253. of the dynamics of  star formation.  They are blasted away from a disk 
  254. of gas and dust falling onto an embryonic star.
  255.  
  256. [upper left] - This view of a protostellar object called HH-30 reveals an 
  257. edge-on disk of dust encircling a  newly forming star.   Light from the 
  258. forming star illuminates the top and bottom surfaces of  the disk, 
  259. making them visible, while the star itself is  hidden behind the 
  260. densest parts of the  disk.  The reddish jet emanates from the 
  261. inner region of the disk, and possibly directly from the star itself.   
  262. Hubble's detailed view shows, for the first time, that the jet expands 
  263. for several billion miles from the star, but then stays confined to a 
  264. narrow beam.  The protostar is 450 light-years away in the 
  265. constellation Taurus.
  266.  
  267. Credit:  C.  Burrows (STScI & ESA), the WFPC 2 Investigation 
  268.               Definition Team, and NASA
  269.  
  270. [upper right] - This view of a different and more distant jet in object 
  271. HH-34 shows a remarkable beaded structure.  Once thought to be a 
  272. hydrodynamic effect (similar to shock diamonds in a jet aircraft 
  273. exhaust), this structure is actually produced by a machine-gun-like 
  274. blast of "bullets" of dense gas ejected from the star at speeds of 
  275. one-half million miles per hour.  This structure suggests the star goes 
  276. through episodic "fits" of construction where chunks of material fall 
  277. onto the star from a surrounding disk.  The protostar is 1,500 light-
  278. years away and in the vicinity of the Orion Nebula, a nearby star 
  279. birth region.
  280.  
  281. Credit:  J. Hester (Arizona State University), the WFPC 2 Investigation 
  282.          Definition Team, and NASA
  283.  
  284. [bottom] - This view of a three trillion mile-long jet called HH-47 reveals 
  285. a very complicated jet pattern that indicates the star (hidden inside a 
  286. dust cloud near the left edge of the image) might be wobbling, possibly 
  287. caused by the gravitational pull of a companion star.  Hubble's detailed 
  288. view shows that the jet has burrowed a cavity through the dense gas 
  289. cloud and now travels at high speed into interstellar space.  Shock 
  290. waves form when the jet collides with interstellar gas, causing the jet 
  291. to glow.  The white filaments on the left reflect light from the obscured 
  292. newborn star.  The HH-47 system is 1,500 light-years away, and lies at 
  293. the edge of the Gum Nebula, possibly an ancient supernova remnant
  294. which can be seen from Earth's southern hemisphere. 
  295.  
  296. Credit: J.  Morse/STScI, and NASA
  297.  
  298. The scale in the bottom left corner of each picture represents 93 billion miles, 
  299. or 1,000 times the distance between Earth and the Sun.  All images were taken 
  300. with the Wide Field  Planetary Camera 2 in visible light.  The HH designation 
  301. stands for "Herbig-Haro" object -- the name for  bright patches of nebulosity 
  302. which appear to be moving away from  associated protostars.
  303.  
  304.  
  305.                     EMBARGOED UNTIL:  2:00 P.M. (EDT) JUNE 6, 1995
  306.  
  307.                     PHOTO RELEASE NO.:  STSCI-PRC95-24b
  308.  
  309.  
  310.                MOTION OF JETS FROM AN EMBRYONIC STAR (HH-30)
  311.  
  312. This NASA Hubble Space Telescope image reveals unprecedented 
  313. detail in a newly forming star called HH-30.  Exposures taken a year 
  314. apart show the motion of high speed blobs of gas (arrows) that are 
  315. being ejected from the star at a half-million miles per hour. 
  316.  
  317. The jets emanate from the center of a dark disk of dust which encircles 
  318. the star and hides it from view.  Presumably the disk feeds material onto 
  319. the star, and some of it is superheated and squirts out along the star's 
  320. spin axis.  The presence of the blobs suggests that the star formation 
  321. process is fitful and episodic, as chunks of material fall onto the 
  322. newborn star. 
  323.  
  324. For the first time, Hubble Space Telescope shows the accretion disk 
  325. which is about the size of our solar system, around a forming star. 
  326. The top and bottom surfaces of the disk can be seen directly in this 
  327. view, which visually confirms the conventional accretion disk theory 
  328. for star formation.   When the star becomes hot enough it will stop 
  329. accreting material and blow away much of the disk -- but perhaps not 
  330. before planets have formed around the star.  The generally accepted 
  331. theory for the creation of our solar system is that it formed from a disk, 
  332. and that the orbits of the planet are the "skeletal" remnant of the disk.  
  333. It also explains why the planets all orbit the Sun in the same direction 
  334. and roughly the same plane.  The disk can be seen to "flare" away 
  335. from the star.  (It is thicker at larger distances from the star.)  This 
  336. behavior can be understood because it takes material farther out in 
  337. the disk longer to settle to the disk midplane.  The flaring has been 
  338. conjectured in order to explain details of the spectra of such objects, 
  339. but never directly observed before on these scales.  
  340.  
  341. The picture was taken with the Wide Field Planetary Camera 2.   HH-30 
  342. lies 450 light-years away in the constellation Taurus.
  343.  
  344. Credit:  C.  Burrows (STScI & ESA), the WFPC 2 Investigation 
  345.          Definition Team,  and NASA
  346. Co-investigators:  K.  Stapelfeldt (JPL), A Watson (Lowell Observatory) 
  347.  
  348.  
  349.                                        EMBARGOED UNTIL:  2:00 P.M. (EDT)
  350.                                                             JUNE 6, 1995
  351.  
  352.                                        PHOTO RELEASE NO.:  STSCI-PRC95-24c
  353.  
  354.  
  355.                    PAIR OF JETS FROM A YOUNG STAR (HH1/HH2)
  356.  
  357. This NASA Hubble Space Telescope image reveals new secrets of star 
  358. birth as revealed in a pair of eerie spectacular jet of gas the star has 
  359. ejected by a young star.
  360.  
  361. [top] - Tip to tip, this jet spans slightly more than a light-year.  The 
  362. fountainhead of this structure -- the young star -- lies midway between 
  363. the jet, and is hidden from view behind a dark cloud of dust.   The nearly 
  364. symmetrical blobs of gas at either end are where the jet has slammed into
  365. interstellar  gas. 
  366.  
  367. [bottom left] - A close-up of a region near the star reveals a string of 
  368. glowing clumps of gas, ejected by the star in machine-gun like burst 
  369. fashion.  This provides new clues to the dynamics of the star formation 
  370. process.  The jets are ejected from a whirlpool of gas and dust orbiting 
  371. the young star. 
  372.  
  373. [bottom right] - This arrowhead structure is a classic bowshock pattern 
  374. produced when high-speed material encounters a slower-speed medium. 
  375. Young stellar jets were discovered 20 years ago, in part due to visible-
  376. light observations of bright patches of nebulosity (called Herbig-Haro 
  377. objects), which appear to be moving away from associated protostars.
  378.  
  379. The picture was taken with the Wide Field Planetary Camera 2.   
  380. HH-1/ HH-2 lies 1,500 light-years away in the constellation Orion. 
  381.  
  382. Credit: J.  Hester (Arizona State University), the WFPC 2 Investigation 
  383.         Definition Team, and NASA
  384.  
  385.  
  386.  
  387.  
  388.                                  EMBARGOED UNTIL:  2:00 P.M. (EDT)
  389.                                                       JUNE 6, 1995
  390.  
  391.                                  PHOTO RELEASE NO.:  STSCI-PRC95-24d
  392.  
  393.  
  394.                     WIGGLING JET FROM A WOBBLING STAR (HH-47)
  395.  
  396. This NASA Hubble Space Telescope image reveals new secrets of star 
  397. birth as recorded in a spectacular jet of gas the star has ejected. 
  398.  
  399. [center] - Resembling the vertebrae of an imaginary space alien, this 
  400. one-half light-year long jet of gas has burst out of a dark cloud of gas 
  401. and dust which hides the newly forming star located in the lower left 
  402. corner of the image.
  403.  
  404. [upper left] - An enlargement of a portion of the jet near the star shows 
  405. the complicated interactions that take place when the ejected gas collides
  406. with the interstellar medium.  The apparent changes in direction might 
  407. be produced by wobbling of the star, as it feels the gravitational tug of 
  408. an unseen companion star or instability mechanisms.  
  409.  
  410. [lower right] - A  massive clump of jet material collides with upstream 
  411. gas and creates a bow-shaped shock wave, like a boat speeding across a
  412. lake.  Through this process the jet sweeps out a cavity around the star 
  413. and may thereby restrict how much material is available to fall onto the 
  414. star as part of the gravitational accretion process.
  415.  
  416. The images used to make this picture were taken with the Wide Field 
  417. Planetary Camera 2 on March 26 and 29, 1994.  HH-47 lies about 1,500 
  418. light-years away in the constellation Vela.  The star is forming in a 
  419. dense gas cloud at the edge of the Gum Nebula. 
  420.  
  421. Credit: J.  Morse (STScI),  and NASA
  422. Co-investigators:  B. Reipurth (European Southern Observ.), 
  423. S. Heathcote (Cerro Tololo Inter-American Observ.), P. Hartigan 
  424. (Rice Univ.), J. Bally (Univ. of Colorado), R. Schwartz (Univ. of 
  425. Missouri), J. Stone (Univ. of Maryland). 
  426.  
  427. The insets show portions of the jet that were computer enhanced by 
  428. A. Boden  and D. Redding (JPL) and J. Mo and R. Hanisch (STScI).
  429.  
  430.