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Text File  |  1996-01-19  |  5KB  |  99 lines
  1.                             SCIENCE BACKGROUND
  2.  
  3.                            STELLAR DISKS AND JETS
  4.  
  5. Stellar jets are analogous to giant lawn sprinklers.  Whether a sprinkler 
  6. whirls, pulses or oscillates, it offers insights into how its tiny 
  7. mechanism works.  Likewise stellar jets, billions or trillions of miles 
  8. long offer some clues to what's happening close into the star at scales 
  9. of only millions of miles, which are below even Hubble's ability to 
  10. resolve detail. Hubble's new findings address a number of outstanding 
  11. questions: 
  12.  
  13. Where Are Jets Made?
  14.  
  15. Hubble shows that a jet comes from close into a star rather than the 
  16. surrounding disk of material.  Material either at or near the star is heated 
  17. and blasted into space, where it travels for billions of miles before 
  18. colliding with interstellar material.
  19.  
  20. Why Are Jets So Narrow?
  21.  
  22. The Hubble pictures increase the mystery as to how jets are confined 
  23. into a thin beam.  The pictures tend to rule out the earlier notion that a 
  24. disk was needed to form a nozzle for collimating the jets, much like a 
  25. garden hose nozzle squeezes water to a narrow stream.  One theoretical 
  26. possibility is that magnetic fields in the disk might focus the gas into 
  27. narrow beams, but there is as yet no direct observational evidence that 
  28. magnetic fields are important. 
  29.  
  30. What Causes a Jet's Beaded Structure?
  31.  
  32. Hubble is solving the puzzle of a unique beaded structure in the jets, 
  33. first detected from the ground but never fully understood.
  34.  
  35. "Before the Hubble observations the emission knots were a mystery," 
  36. said Jeff Hester.  "Many astronomers thought that the knots were the 
  37. result of interactions of the jet with the gas that the jet is passing 
  38. through, while others thought that the knots were due to 'sputtering' 
  39. of the central engine.  We now know that the knots are the result of 
  40. sputtering."  Hester bases this conclusion on Hubble images which 
  41. show the beads are real clumps of gas plowing through space like a
  42. string of motor boats.  Competing theories, now disproved by Hubble, 
  43. suggested a hydrodynamic effect such as shock-diamond patterns 
  44. seen in the exhaust of a jet fighter.  
  45.  
  46. What Do Jets Tell Us about Star Birth?
  47.  
  48. "The jet's clumpy structure is like a stockbroker's ticker tape; they 
  49. represent a recorded  history of events that occurred close to the star," 
  50. said Jon Morse.  "The spacing of the clumps in the jet reveals that 
  51. variations are occurring on several time scales close to the star where 
  52. the jet originates.  Like a "put-put" motor, variations every 20 to 30 
  53. years create the strings of blobs we see," Morse concluded.  
  54. "However, every few hundred years or so, a large amplitude 
  55. variation generates a 'whopper' of a knot, which evolves into one 
  56. of the major bow-shaped shock waves."  Other Hubble views by 
  57. Chris Burrows reveal new blobs may be ejected every few months. 
  58. "If the circumstellar disk drives the jet then the clumpiness of the 
  59. jet provides an indirect measure of irregularities in the disk."
  60.  
  61. Why Are Jets "Kinky"?
  62.  
  63. The Hubble pictures also show clear evidence that jets have unusual 
  64. kinks along their path of motion.  This might be evidence for a stellar 
  65. companion or planetary system that pulls on the central star, causing 
  66. it to wobble, which in turn causes the jet to change directions, like 
  67. shaking a garden hose. The jet blast clears out material around the 
  68. star, and perhaps determines how much gas finally collapses onto 
  69. the star. 
  70.  
  71. Star Formation
  72.  
  73. A star forms through the gravitational collapse of a vast cloud of 
  74. interstellar hydrogen.  According to theory, and confirmed by 
  75. previous Hubble pictures, a dusty disk forms around the newborn star.  
  76. As material falls onto the star, some of it can be heated and ejected 
  77. along the star's spin axis as opposing jets.  These jets of hot gas blaze 
  78. for a relatively short period of the star's life, less than 100,000 years.  
  79. However, that brief activity can predestine the star's evolution, since 
  80. the final mass of a star determines its longevity, temperature, and 
  81. ultimate fate.  The jet might carry away a significant fraction of the 
  82. material falling in toward the star, and, like a  hose's water stream 
  83. plowing into sand, sweeps out a cavity around the star that prevents
  84. additional gas from falling onto the circumstellar disk.
  85.  
  86. Historical Background
  87.  
  88. In the early 1950's, American astronomer George Herbig and Mexican 
  89. astronomer Guillermo Haro independently catalogued several 
  90. enigmatic "clots" of nebulosity near stars near the  Orion nebula that 
  91. have since been called Herbig-Haro objects.  It is only in the last 20 
  92. years, however, that the true nature of these objects, and their role 
  93. in the star formation process,  has been revealed.  Careful study 
  94. showed that many of the Herbig-Haro objects represent portions
  95. of high-speed jets streaming away from nascent stars.  Now there 
  96. are nearly 300 Herbig-Haro objects identified by astronomers around 
  97. the world, and the list is growing as new technologies and techniques 
  98. are developed to probe the dusty depths of  nearby stellar nurseries.
  99.