Stjerneæggejagt med ALMA – Sporing af udviklingen fra embryo til babystjerne

Astronomer, der brugte Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) tog en optælling af stjerneæg i stjernebilledet Tyren og afslørede deres udviklingstilstand. Denne folketælling hjælper forskerne med at forstå, hvordan og hvornår et stjernefoster forvandles til en babystjerne dybt inde i et gasformigt æg. Ud over, holdet fandt en bipolar udstrømning, et par gasstrømme, det kunne være et afslørende bevis på en virkelig nyfødt stjerne.

Stjerner dannes ved gravitationssammentrækning af gasformige skyer. De tætteste dele af skyerne, kaldet molekylære skykerner, er selve stederne for stjernedannelse og hovedsageligt beliggende langs Mælkevejen. Taurus Molecular Cloud er et af de aktive stjernedannende områder, og mange teleskoper er blevet rettet mod skyen. Tidligere observationer viser, at nogle kerner faktisk er stjerneæg før stjernernes fødsel, men andre har allerede spædbarnsstjerner indeni.

Et forskerhold ledet af Kazuki Tokuda, en astronom ved Osaka Prefecture University og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), brugte ALMAs kraft til at undersøge stjerneæggenes indre struktur. De observerede 32 stjerneløse kerner og ni kerner med baby-protostjerner. De opdagede radiobølger fra alle de ni kerner med stjerner, men kun 12 ud af 32 stjerneløse kerner viste et signal. Holdet konkluderede, at disse 12 æg har udviklet interne strukturer, hvilket viser, at de er mere udviklede end de 20 ganske kerner.

"Generelt sagt, radiointerferometre, der bruger mange antenner, ligesom ALMA, er ikke gode til at observere objekter uden karakter som stjerneæg, " siger Tokuda. "Men i vores observationer, vi brugte med vilje kun 7-m-antennerne fra ALMA. Dette kompakte array gør det muligt for os at se objekter med glat struktur, og vi fik information om den indre struktur af stjerneæggene, lige som vi havde tænkt os."

Forøgelse af afstanden mellem antennerne forbedrer opløsningen af ​​et radiointerferometer, men gør det svært at opdage udvidede objekter. På den anden side, et kompakt array har lavere opløsning, men giver os mulighed for at se udvidede objekter. Dette er grunden til, at holdet brugte ALMAs kompakte række af 7-m antenner, kendt som Morita Array, ikke den udvidede række af 12-m antenner.

De fandt ud af, at der er forskel mellem de to grupper i gasdensiteten i midten af ​​de tætte kerner. Når tætheden af ​​midten af ​​en tæt kerne overstiger en vis tærskel, omkring en million brintmolekyler pr. kubikcentimeter, selvtyngdekraften får ægget til at forvandle sig til en stjerne.

En folketælling er også nyttig til at finde en sjælden genstand. Holdet bemærkede, at der er en svag, men klar bipolær gasstrøm i et stjerneæg. Strømmen er ret lille, og ingen infrarød kilde er blevet identificeret i den tætte kerne. Disse egenskaber matcher godt med de teoretiske forudsigelser om en "første hydrostatisk kerne, " et kortvarigt objekt dannet lige før fødslen af ​​en babystjerne. "Flere kandidater til de første hydrostatiske kerner er blevet identificeret i andre regioner, " forklarer Kakeru Fujishiro, et medlem af forskergruppen. "Dette er den første identifikation i Taurus-regionen. Det er et godt mål for fremtidig omfattende observation."

Kengo Tachihara, en lektor ved Nagoya Universitet nævner japanske forskeres rolle i denne undersøgelse. "Japanske astronomer har studeret babystjernerne og stjerneæggene i Tyren ved hjælp af Nagoya 4-m radioteleskopet og Nobeyama 45-m radioteleskopet siden 1990'erne. Og, ALMAs 7-m-array blev også udviklet af Japan. Det nuværende resultat er en del af kulminationen af ​​disse bestræbelser."

"Det er lykkedes os at illustrere væksthistorien for stjerneæg op til deres fødsel, og nu har vi etableret metoden til forskningen, " opsummerer Tokuda. "Dette er et vigtigt skridt for at opnå en omfattende forståelse af stjernedannelse."