Stjernedannelse i galaktiske centre

Stjerner dannes fra gassen og støvet i molekylære skyer via en række komplekse processer, der i øjeblikket kun er delvist forstået, og udviklingen af ​​disse skyer driver udviklingen af ​​stjernepopulationerne i universet. Astronomer, der studerer dannelsen af ​​stjerner, har, gennem de seneste årtier, koncentreret om nogle få udvalgte områder med aktiv stjernedannelse:solområdet, Mælkevejens skive, og de tilstødende Magellanske Sky-galakser. Denne række af miljøer er begrænset, imidlertid, og ikke repræsentativt for de forhold, hvorunder de fleste stjerner i universet blev dannet. For eksempel, tæthederne, pres, og bevægelser af gassen i disse lokale miljøer er betydeligt lavere end dem, der antages at være til stede på tidspunktet for den højeste kosmiske stjernedannelse for omkring ti milliarder år siden. Desuden gør de forskellige forhold det vanskeligt at udrede evolutionære effekter.

Nylige galaktiske flyundersøgelser ved en bred vifte af bølgelængder ved hjælp af faciliteter som Submillimeter Array og ALMA teleskoper har gjort det muligt at studere skyudvikling og stjernedannelse i Central Molecular Zone (CMZ), de centrale 1500 lysår af Mælkevejen, hvis ekstreme fysiske forhold mere ligner dem på toppen af ​​kosmisk stjernedannelse. CfA-astronomerne Eric Keto og Qizhou Zhang og deres kolleger udførte en række computersimuleringer af massive molekylære skyer i et CMZ-miljø med det formål at karakterisere deres morfologiske og kinematiske udvikling, mens de kredser om det galaktiske centrum i dette tætte, kompleks region. Disse beregninger er de første, der specifikt har til formål at modellere skyerne i CMZ-ryggen og blev designet til at sammenligne med nylige observationer.

Holdet finder ud af, at CMZ-miljøet får skyerne til at blive komprimeret, med spændings- og forskydningskræfter, der fragmenterer dem og udvikler funktioner som filamenter og spinding, pandekagelignende strukturer. Simuleringerne er i stand til at gengive vigtige observerede funktioner som "Brick, "en meget tæt, fladtrykt molekylær sky, der, på trods af dens tætte gas, mangler stjernedannelsesaktivitet; simuleringerne kan efterligne dens generelle morfologi, hældning, og hastighedsgradienter. Resultaterne afslører, at udviklingen af ​​molekylære skyer nær galaktiske centre er tæt forbundet med deres orbitale dynamik. Når det ledsages af ophobning af gas, disse skyer kan udvikle sig til at producere de stjerneudbrud, der observeres i mange galaktiske kerner.