Enkelt recept på stjärnformation avslöjade

Stjärnor kan födas mycket lättare än tidigare trodde, säger astrofysiker.

Stjärnformningen bestämmer var nya planetsystem kan uppstå, liksom galaxernas struktur och utveckling. Att lära sig mer om stjärnformation kan hjälpa forskare att förstå de återstående mysterierna om galaxer, inklusive hur de supermassiva svarta hålen i deras hjärtan uppenbarligen härstammar så tidigt i universums historia.

En brist på data på vägen är fördelad inom stjärnformande moln, vilket begränsar noggrannheten hos stjärnbildningsmodeller. Nu har forskare utvecklat ett sätt att bestämma dessa detaljer genom att använda så kallade damm-extinktionskartor, eller observationer av hur damm sprider och absorberar ljus. [Top 10 Star Mysteries of All Time]

Födelsen av stjärnor

Stjärnor är födda när fickor av gas och damm inom interstellära molekylära moln överstiger kritisk densitet och kollaps under egen gravitation. När trycket och temperaturen inuti är tillräckligt höga för att kärnfusion ska antändas, skapar den en stjärna. Den hastighet som stjärnorna bildar beror huvudsakligen på antalet och densiteten hos dessa klumpar inom stjärnskolor.

Forskare har nu använt en funktion av dessa moln för att bättre förstå stjärnformation. När ljuset från avlägsna stjärnor tränger in genom en stallare, dämpar det molekylära molnets damm ljuset. Genom att mäta hur denna process dämpar tusentals olika stjärnor kan forskare rekonstruera molnens 3D-struktur och hjälpa till att identifiera hur materia fördelas inom molnet.

Med hjälp av data från 16 närliggande molekylära moln, var och en inom cirka 850 ljusår av jorden, "kunde vi utarbeta ett mycket konkret recept på hur nya stjärnor föds i de interstellära gasmoln," studerar författaren Jouni Kainulainen, en astrofysiker vid Max Planck-institutet för astronomi i Heidelberg, Tyskland, berättade för ProfoundSpace.org. "Och ingredienserna i detta recept är enkla att förstå - bara de regioner i molnen där täthet är högre än cirka 5000 molekyler per kubikcentimeter ger stjärnor, och ungefär en tiondel av gasen i dessa regioner kollapsar in i de nya stjärnorna."

En ledtråd för kosmiska moln

En viktig konsekvens av dessa fynd "är att vi har gett astronomer ett nytt verktyg för att beräkna de hastigheter vid vilka molekylära moln bildar stjärnor, utan att ens se de nya stjärnorna i molnen, säger Kainulainen. "Jag citerar min medarbetare Thomas Henning -" Visa oss din bild av ett moln, och vi kan berätta hur mycket det bildar stjärnor just nu. ""

En sådan förmåga "ger oss en stor möjlighet att använda nya kraftfulla teleskop som Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) för att observera gasmoln i galaxen och bättre kartlägga dess stjärnbildande kapacitet, säger Kainulainen. ALMA består av 66 mikrovågsantenn med hög precision som sträcker sig över avstånd på upp till 10 mil (16 kilometer) i den chilenska öknen, som kan fungera som ett enda teleskop med hög upplösning. Arrayet har just börjat.

Intriguingly fann forskarna att det var enklare för stjärnor att bilda i dessa moln än en gång förutspådd av teorin. Men resultaten har ännu inte tagit upp frågan om hur galaxer och supermassiva svarta hål bildades i det tidiga universum, sade Kainulainen. "Jag tror att det för närvarande är för tidigt att spekulera om de möjliga effekterna av våra resultat till det tidiga universum," sa han.

"Vi måste komma ihåg att de fysiska förhållandena under den tidiga galaxbildningen var ganska annorlunda än i galaxerna idag," sade Kainulainen. "Det skulle vara ett orimligt språng i slutsatser att anta att processen med stjärnformation skulle fortsätta exakt på samma sätt som i det nuvarande lokala universum. Våra resultat är bäst tillämpliga på spiralgalaxer som Vintergatan i det lokala universum. "

Framtida studier bör ta hänsyn till antagandena för att skapa lagets 3D-modeller för molekylmoln, sade Kainulainen. "Det är ett bra ämne för framtida diskussioner - hur denna 3D-modellering potentiellt kan förbättras," sa han. "Jag hoppas att vi kommer att ha kommentarer och idéer från andra forskare om detta."

Framtida forskning kan avgöra vilka processer som är mest ansvariga för att forma molekylära moln.

"Vi vet väldigt bra idag att processer som gravitationskrafter och magnetohydrodynamisk turbulens har en nyckelroll när det gäller att forma molnen," sade Kainulainen. "Med de parametrar som vi har tagit fram kan vi svara på frågor som," I vilka regioner är molnstrukturen mest kritiskt påverkad av turbulens, och i vilken av gravitation? " Sådana frågor är av stor betydelse för att förstå ursprunget för interstellära gasmoln i galaxer och deras utveckling. "