Stervormingsgebied NGC 7129: Webb toont jets en uitstromen van jonge sterren

Jonge sterren in verschillende stadia op één beeld

De heldere ster in het midden is LkHα 234, een jonge ster van ongeveer vijf tot acht zonsmassa’s. Hij heeft het grootste deel van zijn massa al vergaard en trekt nu samen onder zijn eigen zwaartekracht. Daarbij wordt hij heter, totdat in zijn kern de fusie van waterstof begint, zoals in de zon. Zware sterren ontwikkelen zich sneller; daarom is LkHα 234, de zwaarste ster van deze jonge sterrenhoop, ook het verst in zijn ontwikkeling.

Links van de ster ligt een goudkleurige holte van ongeveer 3,5 lichtjaar breed. Uitstromen uit een eerdere fase van de ster hebben die holte in de moleculaire wolk uitgeblazen. Waar gas dat de sterren hebben verhit tegen de koudere wolk drukt, ontstaat langs de bovenrand van de holte een scherpe kam. Langs deze grens, een fotodissociatiegebied, breekt sterlicht waterstofmoleculen op in losse atomen, en zo slijt de wolk in de loop van miljoenen jaren weg.

Rechts zitten protosterren verborgen in klonterig gas dat door de uitstromen rood oplicht: sterren in een nog vroeger stadium, die nog massa verzamelen. Midden in een blauwe nevel linksboven zit nog een protoster; zijn donutvormige schijf werpt een schaduw over het omringende gas.

Jets, schokgolven en Herbig-Haro-objecten

Jonge sterren nemen niet alleen materiaal op; een deel ervan stoten ze weer uit, in smalle jets en bredere uitstromen. Waar dat snelle gas op de tragere wolk botst, laten schokgolven het gas oplichten. Zulke lichtende gebieden rond pasgeboren sterren heten Herbig-Haro-objecten. Op Webbs beeld zijn de rode, gestructureerde vlekken uitstromen van verschillende protosterren, die vanaf de aarde gezien over elkaar heen liggen.

Een overzichtsartikel uit 2008 over stervorming in Cepheus noemt meer dan twee dozijn Herbig-Haro-objecten in en bij NGC 7129, waarvan er veel aan het gebied rond LkHα 234 worden toegeschreven. Een optische jet die daar in 1990 werd ontdekt, wijst naar het zuidwesten, de holte in. Bij latere waarnemingen kwamen binnen enkele boogseconden van LkHα 234 meerdere diep verborgen jonge objecten aan het licht. Een daarvan, een klont die alleen op millimetergolflengten te zien is, is waarschijnlijk de bron van de jet van moleculaire waterstof in dit gebied. Voor een tweezijdige uitstroom van de heldere ster zelf vindt het artikel geen aanwijzingen. De publicatie van ESA/Webb benoemt geen afzonderlijke Herbig-Haro-objecten op het beeld.

Waarom Webb in het infrarood kijkt

Sterren ontstaan in koude, dichte wolken waarvan het stof zichtbaar licht verstrooit en absorbeert, zodat optische telescopen de jongste objecten niet kunnen zien. Infrarood licht dringt door een groot deel van dat stof heen, en het gas in de uitstromen, dat door schokken is verhit, straalt zelf ook in het infrarood, bijvoorbeeld via warme moleculaire waterstof.

Het beeld combineert zes NIRCam-filters tussen 1,15 en 4,7 micrometer, elk met een eigen kleur. De kortere golflengten zijn blauw en cyaan; het filter bij 3,35 micrometer, dat gevoelig is voor koolstofrijke moleculen die polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) heten, is geel; de twee filters met de langste golflengten zijn rood, en een daarvan is afgestemd op een lijn van moleculaire waterstof. De kleuren staan dus voor filters, niet voor elementen. ESA/Webb beschrijft het gas in de gouden holte als hete atomaire waterstof, de rode gebieden als koeler moleculair gas dat door de uitstromen wordt opgewarmd, en de grijze delen als het koudste en dichtste gas, waar nog geen sterren zijn ontstaan.

Waar NGC 7129 staat en wat een telescoop laat zien

NGC 7129 staat in Cepheus, op rechte klimming 21h 43m en declinatie +66° 07′. Ten noorden van ongeveer 24° noorderbreedte gaat het object nooit onder; vanaf de breedte van Amsterdam klimt het tot ongeveer 76° boven de noordelijke horizon. Half augustus staat het tegenover de zon en dus midden in de nacht het hoogst; in oktober en november is dat ’s avonds. Vanaf de evenaar komt het niet hoger dan ongeveer 24°, en ten zuiden van ongeveer 24° zuiderbreedte komt het helemaal niet op: het is een object van het noordelijk halfrond.

Met een grote amateurtelescoop is de reflectienevel te zien: stof dat het licht van de sterren in de sterrenhoop weerkaatst. Catalogi geven een magnitude van ongeveer 11,5 en een afmeting van ongeveer 7 boogminuten. Met een telescoop van 44 cm zag de visuele waarnemer Steve Gottlieb een gloed met een vrij hoge oppervlaktehelderheid, ongeveer 3 bij 2 boogminuten groot, rond drie sterren van magnitude 9,5 tot 10,5. Gottlieb heeft het object ook met een telescoop van 33 cm waargenomen; de bronnen die wij hebben gelezen, beschrijven geen waarnemingen met kleinere instrumenten. Een optische foto van Robert Gendler, opgenomen in het overzichtsartikel uit 2008, toont de sterrenhoop, de nevel en meerdere Herbig-Haro-objecten. Webb heeft infrarood licht vastgelegd, waaraan voor dit beeld kleuren zijn toegekend; door een oculair of op een gewone foto ziet NGC 7129 er dus nooit zo uit als op dit beeld.