ALMA opdager overraskende spædbarnsstjerner nær galaksernes supermassive sorte hul

I midten af ​​vores galakse, i umiddelbar nærhed af sit supermassive sorte hul, er en region ødelagt af kraftige tidevandskræfter og badet i intens ultraviolet lys og røntgenstråling. Disse hårde forhold, astronomer formoder, går ikke ind for stjernedannelse, især lavmassestjerner som vores sol. Overraskende, nye observationer fra Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) tyder på noget andet.

ALMA har afsløret tegnene på elleve lavmassestjerner, der dannes farligt tæt på-inden for tre lysår-til Mælkevejens supermassive sorte hul, kendt for astronomer som Skytten A* (Sgr A*). På denne afstand, tidevandskræfter drevet af det supermassive sorte hul burde være energiske nok til at rive støv- og gasskyer fra hinanden, før de kan danne stjerner.

Tilstedeværelsen af ​​disse nyopdagede protostarer (den dannende fase mellem en tæt gassky og en ung, lysende stjerne) antyder, at de betingelser, der er nødvendige for at føde lavmassestjerner, kan eksistere selv i en af ​​de mest turbulente områder i vores galakse og muligvis på lignende steder i hele universet.

Resultaterne offentliggøres i Astrofysiske journalbreve .

"På trods af alle odds, vi ser det bedste bevis nogensinde for, at lavmassestjerner danner overraskende tæt på det supermassive sorte hul i midten af ​​Mælkevejen, "sagde Farhad Yusef-Zadeh, en astronom ved Northwestern University i Evanston, Illinois, og hovedforfatter på papiret. "Dette er et virkelig overraskende resultat og viser, hvor robust stjernedannelse kan være, selv de mest usandsynlige steder. "

ALMA -dataene tyder også på, at disse protostarer er omkring 6, 000 år gammel. "Dette er vigtigt, fordi det er den tidligste fase af stjernedannelse, vi har fundet i dette meget fjendtlige miljø, "Sagde Yusef-Zadeh.

Forskerteamet identificerede disse protostarer ved at se de klassiske "dobbelte lapper" af materiale, der fastgør hver af dem. Disse kosmiske timeglaslignende former signalerer de tidlige stadier af stjernedannelse. Molekyler, som kulilte (CO), i disse lober lyser stærkt i millimeterbølgelængde lys, som ALMA kan observere med bemærkelsesværdig præcision og følsomhed.

Protostarer dannes fra interstellare skyer af støv og gas. Tætte lommer af materiale i disse skyer kollapser under deres egen tyngdekraft og vokser ved at akkumulere mere og mere stjernedannende gas fra deres forælderskyer. En del af dette nedfaldende materiale, imidlertid, kommer aldrig på overfladen af ​​stjernen. I stedet, den skubbes ud som et par højhastighedsstråler fra protostjernens nord- og sydpol. Ekstremt turbulente miljøer kan forstyrre den normale procession af materiale på en protostjerne, mens intens stråling - fra massive nærliggende stjerner og supermassive sorte huller - kan sprænge forælderskyen væk, forhindrer dannelsen af ​​alle undtagen de mest massive stjerner.

Mælkevejens galaktiske centrum, med sit 4 millioner solmasse sorte hul, ligger cirka 26, 000 lysår fra Jorden i retning af stjernebilledet Skytten. Store lagre af interstellært støv skjuler denne region, skjuler det for optiske teleskoper. Radiobølger, herunder millimeter- og submillimeterlys, som ALMA ser, er i stand til at trænge igennem dette støv, giver radioastronomer et klarere billede af dynamikken og indholdet i dette fjendtlige miljø.

Tidligere ALMA-observationer af regionen omkring Sgr A* af Yusef-Zadeh og hans team afslørede flere massive spædbarnsstjerner, der anslås at være omkring 6 millioner år gamle. Disse objekter, kendt som proplyds, er fælles træk i mere rolige stjernedannende områder, ligesom Oriontågen. Selvom det galaktiske centrum er et udfordrende miljø for stjernedannelse, det er muligt for særligt tætte kerner af hydrogengas at krydse den nødvendige tærskel og smede nye stjerner.

De nye ALMA -observationer, imidlertid, afslørede noget endnu mere bemærkelsesværdigt, tegn på, at der dannes elleve lavmasseprotostarer inden for 1 parsek-knappe 3 lysår-af galaksens centrale sorte hul. Yusef-Zadeh og hans team brugte ALMA til at bekræfte, at masserne og momentumoverførselshastighederne-protostjernernes evne til at pløje gennem omgivende interstellar materiale-er i overensstemmelse med unge protostarer, der findes på hele vores galakses disk.

"Denne opdagelse viser, at stjernedannelse finder sted i skyer overraskende tæt på Skytten A*, "sagde Al Wootten med National Radio Astronomy Observatory i Charlottesville, Virginia, og medforfatter på papiret. "Selvom disse betingelser langt fra er ideelle, vi kan forestille os flere veje for disse stjerner til at dukke op. "

For at dette kan ske, ydre kræfter skulle komprimere gasskyerne nær midten af ​​vores galakse for at overvinde områdets voldelige natur og tillade tyngdekraften at overtage og danne stjerner. Astronomerne spekulerer i, at højhastigheds-gasskyer kan hjælpe med stjernedannelse, når de tvinger sig igennem det interstellare medium. Det er også muligt, at stråler fra selve det sorte hul kunne pløje ind i de omgivende gasskyer, komprimerer materiale og udløser dette udbrud af stjernedannelse.

"Det næste trin er at se nærmere på for at bekræfte, at disse nydannede stjerner kredser om diske af støvet gas, "sluttede Mark Wardle, en astronom ved Macquarie University i Sydney, Australien, og medforsker på teamet. "Hvis så, det er sandsynligt, at planeter i sidste ende vil danne sig fra dette materiale, som det er tilfældet for unge stjerner i den galaktiske disk. "