Kolde støvkerner i den centrale zone af Mælkevejen

Mælkevejens centrale molekylære zone (CMZ) spænder over de inderste 1600 lysår af galaksen (til sammenligning, solen er 26, 600 lysår væk fra det galaktiske centrum) og omfatter et stort kompleks af molekylære skyer, der indeholder omkring tres millioner solmasser af molekylær gas. Gassen i disse skyer eksisterer under mere ekstreme fysiske forhold end andre steder i galaksen i gennemsnit, med højere tætheder og temperaturer, mere intense pres, magnetiske felter, og turbulens, og højere overflod af kosmisk stråling og ultraviolet og røntgenstråling. CMZ er derfor et unikt laboratorium til at studere stjernedannelse:ikke kun er disse forhold sjældent observeret i resten af ​​Mælkevejen, de ser ud til at ligne forholdene i ekstremt lysende stjernedannende galakser i det tidlige univers og giver et indirekte indblik i forståelsen af ​​den kosmiske historie om stjernedannelse, som ellers ikke er mulig på nuværende tidspunkt. Men der er et puslespil:stjernedannelseshastigheden i CMZ er meget mindre end forventet, knap en tiendedel af en solmasse om året.

Stjerners fødesteder forstås at være de tætteste områder i gigantiske molekylære skyer (GMC'er), kaldet 'klumper, ' hvis karakteristiske størrelser er et til 10 lysår. Disse klumper fragmenteres yderligere i gravitationsbundne 'kerner', hvis karakteristiske størrelser er omkring ti gange mindre; individuelle stjernesystemer kan så dannes fra kernerne. Arten af ​​overgange mellem disse evolutionære stadier kræver store undersøgelser af både stjernedannende og ikke-stjernedannende strukturer på tværs af det hierarkiske kontinuum af relevante skalaer og fysiske forhold. CfA astronomer Cara Battersby, Erik Keto, Daniel Callanan, Nimesh Patel, Qizhou Zhang, og Volker Tolls og deres kolleger har udgivet CMZoom-undersøgelsen, et komplet og upartisk kort over gas med høj densitet i regionen. Højdensitetsområder kvantificeres ved mængden af ​​molekylær brintgas langs deres synslinjer og er kendetegnet ved at have så meget støv, at det synlige lys er fuldstændig blokeret.

Undersøgelsen var resultatet af en stor, 550-timers Submillimeter Array-program og resulterede i nye kataloger over de kompakte kerner i regionen. Der er 285 separate kerner, der entydigt blev opdaget; yderligere 531 har mere foreløbige identifikationer. Kernerne i CMZ, som andre steder, er potentielle steder for fremtidige stjernehobe, men lys forgrund og baggrundsemission mod det galaktiske centrum gør det vanskeligt at bestemme disse kerners masser præcist, efterlader denne kritiske forudsigelse for stjernedannelse meget usikker (emissionen er også en af ​​grundene til, at dette katalog var så udfordrende at udarbejde). Astronomerne var ikke desto mindre i stand til at estimere det maksimale stjernedannelsespotentiale for kernerne i deres katalog ved at lave generelle, men realistiske antagelser om kernernes masser, temperaturer, og andre ejendomme. De finder en maksimal potentiel stjernedannelseshastighed på mellem 0,08-2,2 solmasser om året, måske endda lige så meget som den nuværende gennemsnitlige stjernedannelseshastighed i hele galaksen. Resultatet fremhæver den forvirrende svaghed ved den nuværende stjernedannelse i CMZ. Undersøgelsen, ved at katalogisere alle kernerne til undersøgelse, er et yderligere skridt i retning af at forstå stjernedannelse i de ekstreme miljøer, der er til stede i CMZ og det tidlige univers.