Stjerner født i vinde fra supermassive sorte huller

Observationer ved hjælp af ESOs Very Large Telescope har afsløret stjerner, der dannes inden for kraftige udstrømninger af materiale sprængt ud fra supermassive sorte huller ved galaksernes kerner. Dette er de første bekræftede observationer af stjerner, der dannes i denne form for ekstreme omgivelser. Opdagelsen har mange konsekvenser for forståelsen af ​​galakseegenskaber og evolution. Resultaterne offentliggøres i tidsskriftet Natur .

En britisk ledet gruppe europæiske astronomer brugte instrumenterne MUSE og X-shooter på Very Large Telescope (VLT) ved ESO's Paranal Observatory i Chile til at studere en igangværende kollision mellem to galakser, kendt samlet som IRAS F23128-5919, der ligger omkring 600 millioner lysår fra Jorden. Gruppen observerede de kolossale vinde af materiale - eller udstrømninger - der stammer fra det supermassive sorte hul i hjertet af parrets sydlige galakse, og har fundet det første klare bevis på, at stjerner bliver født i dem.

Sådanne galaktiske udstrømninger drives af den enorme energiproduktion fra de aktive og turbulente centre i galakser. Supermassive sorte huller lurer i kernerne i de fleste galakser, og når de opsluger stof, opvarmer de også den omgivende gas og udstøder den fra værtsgalaksen i kraftfulde, tætte vinde.

"Astronomer har i et stykke tid tænkt, at forholdene inden for disse udstrømme kunne være rigtige for stjernedannelse, men ingen har set det faktisk ske, da det er en meget vanskelig observation, " kommenterer teamleder Roberto Maiolino fra University of Cambridge. "Vores resultater er spændende, fordi de viser utvetydigt, at stjerner bliver skabt inde i disse udstrømninger."

Gruppen satte sig for at studere stjerner i udstrømningen direkte, samt gassen, der omgiver dem. Ved at bruge to af de verdensførende VLT spektroskopiske instrumenter, MUSE og X-shooter, de kunne udføre en meget detaljeret undersøgelse af egenskaberne for det udsendte lys for at bestemme dets kilde.

Stråling fra unge stjerner er kendt for at få nærliggende gasskyer til at gløde på en bestemt måde. Den ekstreme følsomhed af X-shooter gjorde det muligt for holdet at udelukke andre mulige årsager til denne belysning, herunder gaschok eller galaksens aktive kerne.

Gruppen foretog derefter en umiskendelig direkte påvisning af en spædbarns stjernepopulation i udstrømningen. Disse stjerner menes at være mindre end et par titusinder af år gamle, og foreløbige analyser tyder på, at de er varmere og lysere end stjerner dannet i mindre ekstreme miljøer såsom den galaktiske skive.

Som yderligere bevis, astronomerne bestemte også disse stjerners bevægelse og hastighed. Lyset fra de fleste af regionens stjerner indikerer, at de bevæger sig med meget store hastigheder væk fra galaksens centrum – hvilket ville give mening for objekter fanget i en strøm af hurtigt bevægende materiale.

Medforfatter Helen Russell (Institute of Astronomy, Cambridge, UK) udvider:"Stjernerne, der dannes i vinden tæt på galaksens centrum, kan blive langsommere og endda begynde at gå tilbage indad, men stjernerne, der dannes længere ude i strømmen, oplever mindre deceleration og kan endda flyve helt ud af galaksen."

Opdagelsen giver ny og spændende information, der kunne forbedre vores forståelse af noget astrofysik, herunder hvordan visse galakser opnår deres former; hvordan intergalaktisk rum bliver beriget med tunge elementer; og endda hvorfra der kan opstå uforklarlig kosmisk infrarød baggrundsstråling.

Maiolino er spændt på fremtiden:"Hvis stjernedannelse virkelig forekommer i de fleste galaktiske udstrømme, som nogle teorier forudsiger, så ville dette give et helt nyt scenario for vores forståelse af galakseudvikling. "

Denne forskning blev præsenteret i et papir med titlen "Star formation in a galactic outflow" af Maiolino et al., at blive vist i journalen Natur den 27. marts 2017.