Nye SOFIA-observationer hjælper med at opklare mysterier om fødslen af ​​kolossale sole

Astronomer observerer stjernedannende områder i vores galakse med NASAs flyvende teleskop, Stratosfærisk Observatorium for Infrarød Astronomi, SOFIA, at forstå de processer og miljøer, der kræves for at skabe de største kendte stjerner, som tipper skalaen til ti gange massen af ​​vores egen sol eller mere.

Forskerholdet, ledet af James M. De Buizer, SOFIA seniorforsker og Jonathan Tan ved Chalmers Teknologiske Universitet, Gøteborg, Sverige og University of Virginia, har offentliggjort observationer af otte ekstremt massive og unge stjerner placeret i vores Mælkevejsgalakse. SOFIAs kraftfulde kamera, det svage objekt infrarøde kamera til SOFIA-teleskopet, kendt som FORCAST, tillod holdet at sondere varme, støvede områder, der opvarmes af lys fra lysende, massive stjerner, der stadig dannes. SOFIAs luftbårne placering, flyver over mere end 99 procent af Jordens infrarøde blokerende vanddamp kombineret med dets kraftfulde instrumenter, gør det til det eneste observatorium, der kan studere stjernerne ved bølgelængderne, følsomhed, og opløsning nødvendig for at se inde i de tætte støvskyer, hvorfra disse stjerner er født.

Forskningen er en del af den igangværende SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Survey udført af Tan og hans samarbejdspartnere. Som en del af denne undersøgelse, de studerer en stor prøve af nyfødte stjerner, kendt som "protostjerner, "der har forskellige masser, er på forskellige evolutionære stadier, og i forskellige miljøer. Holdet håber at få indsigt i den overordnede proces for, hvordan massive stjerner dannes, og at hjælpe med at teste og forfine nye teoretiske modeller for stjernedannelse.

Massive stjerner ender deres liv i voldsomme supernovaeksplosioner, udstøder grundstofferne i deres centre ind i det interstellare medium. Over millioner eller milliarder af år, disse grundstoffer genbruges til nydannende stjerner og deres solsystemer.

"Hvis det ikke var for massive stjerner, vi ville ikke have de nødvendige elementer til at skabe vores solsystem, vores planet, eller endda de grundlæggende byggesten, der er nødvendige for livet, " siger De Buizer. "Det er ikke klart, om massive stjerner dannes i et lignende miljø, eller endda på samme måde, som vores sol blev dannet. Det er grunden til, at vi studerer massive stjerner, og deres fødselsprocesser."

Der er ingen videnskabelig konsensus om den mekanisme, der er ansvarlig for at drive skabelsen af ​​massive stjerner. Denne SOMA-undersøgelse afslører, at massiv stjernedannelse er ledsaget af opsendelsen af ​​kraftfulde, magnetiserede vinde, der strømmer ud fra oven og under en hvirvlende skive af gas, der føder den voksende stjerne. Disse vinde blæser hulrum gennem de tætte, støvet sky, hvilket gjorde det muligt for forskerne at se tydeligere ind i stjerneplanteskolen. Ved at måle, hvor meget lys der slipper ud fra disse hulrum ved forskellige bølgelængder, forskere kan lære om strukturen af ​​protostjerner og kan teste forskellige teoretiske modeller for deres dannelse.

"Forståelse af fødselsprocessen for massive stjerner er et af de vigtigste uløste problemer i moderne astrofysik, da disse stjerner er så indflydelsesrige i hele vores galakse og videre." siger Tan. "SOFIA-teleskopets unikke evne til at se ved infrarøde bølgelængder - bølgelængder, der er 100 gange længere end synligt lys - er afgørende for fremskridt i denne forskning, da dette er den del af spektret, hvor stjernerne udsender det meste af deres energi."

Den første SOMA-undersøgelse blev offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift i 2017. Observationer i SOMA-undersøgelsen vil fortsætte om bord på SOFIA i sommeren 2018, med planer om at observere omkring halvtreds regioner med massiv stjernedannelse i hele vores galakse.

"Vores seneste og kommende observationer vil give en stor nok prøve til at opdage de generelle principper for, hvordan massive stjerner fødes, " sagde Tan.