ALMA observerer igangværende stjernedannelses-standoff i den store magellanske sky

Mens de brugte Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) til at observere store stjernedannende områder i den store magellanske sky (LMC), opdagede forskerne en turbulent push-and-pull-dynamik i den stjernedannende region, 30 Doradus. Observationer afslørede, at på trods af intens stjernefeedback, former tyngdekraften den molekylære sky, og mod videnskabelige odds driver den den igangværende dannelse af unge, massive stjerner. Observationerne blev præsenteret i dag på en pressekonference ved det 240. møde i American Astronomical Society (AAS) i Pasadena, Californien, og er offentliggjort i The Astrophysical Journal (ApJ ).

30 Doradus er et stort stjernedannende område beliggende ved siden af ​​Mælkevejen – kun 170.000 lysår væk – i hjertet af Den Store Magellanske Skys berømte Taranteltåge. Det er hjemsted for den mest massive klynge stjerner i det kosmiske kvarter, hvilket skaber et perfekt mål for forskere, der søger at forstå stjernernes fødsel og udvikling. I hjertet af 30 Doradus ligger en funklende stjerneplanteskole, der har været vidne til fødslen af ​​mere end 800.000 stjerner og protostjerner, herunder en halv million varme, unge og massive stjerner. Området er af interesse for astronomer, der studerer stjernedannelse og galaktisk evolution på grund af de igangværende virkninger af tyngdekraften og stjernernes feedback - enorm energi frigivet tilbage til regionen af ​​unge og massive stjerner, der kan bremse stjernedannelsen - som konkurrerer mod hinanden om at klare sig stjernedannelsesrater.

Nye observationer af 30 Doradus blev foretaget ved hjælp af de meget følsomme Bånd 6-modtagere på ALMA, et observatorium samarbejdet af U.S. National Science Foundations National Radio Astronomy Observatory (NRAO), og førte til en overraskende afsløring om molekylskyen. "Stjerner dannes, når tætte gasskyer bliver ude af stand til at modstå tyngdekraftens træk. Vores nye observationer afslører klare beviser på, at tyngdekraften former de tykkeste dele af skyerne, samtidig med at de afslører mange skyfragmenter med lavere tæthed, som er for turbulente til, at tyngdekraften kan øve stor indflydelse," sagde Tony Wong, professor ved University of Illinois i Urbana-Champaign og hovedforfatter på den nye forskning. "Vi forventede at finde ud af, at de dele af skyen, der var tættest på de unge, massive stjerner, ville vise de klareste tegn på, at tyngdekraften blev overvældet af feedback, og som følge heraf en lavere stjernedannelseshastighed. I stedet bekræftede disse observationer, at selv i et område med ekstremt aktiv feedback mærkes tyngdekraftens tilstedeværelse stadig stærkt, og stjernedannelsen vil sandsynligvis fortsætte."

For at danne et klarere billede af, hvad der skete i 30 Doradus, opdelte holdet skyen i klumper for at måle, hvordan en del af skyen adskiller sig fra en anden. Da stjerner typisk dannes i de tætteste dele af molekylære skyer, var det afgørende at skelne mellem de mindre tætte og mere tætte klumper for at opbygge en klar forståelse af, hvad der sker i 30 Doradus. Den nye tilgang afslørede et mønster. "Vi plejede at tænke på interstellare gasskyer som hævede eller runde strukturer, men det er mere og mere tydeligt, at de er strenglignende eller filamentære," sagde Wong. "Da vi opdelte skyen i klumper for at måle forskelle i tæthed, observerede vi, at de tætteste klumper ikke er tilfældigt placeret, men er meget organiseret på disse filamenter. Filamenterne selv ser ud til at være formet af tyngdekraften, så de er sandsynligvis et vigtigt skridt i processen. af stjernedannelse."

I modsætning til Mælkevejen, som oplever en relativt langsom og stabil stjernedannelseshastighed på cirka syv stjerner - eller hvad der svarer til fire solmasser - hvert år gennemgår 30 Doradus' hjemmegalakse, LMC, og dens stjernedannende områder "boom og buste"-cyklusser, hvilket ofte resulterer i perioder med intenst tempo stjernedannelse. Holdet håber, at de nye resultater, såvel som yderligere fremtidig forskning, vil kaste lys over forskellene mellem Mælkevejen og andre, mere aktive stjernedannende galakser, herunder hvordan konkurrencen mellem tyngdekraft og feedback former molekylære skyer og påvirker stjernernes fødsel satser.

Remy Indebetouw, en astronom ved NRAO og en medforfatter af forskningen sagde, "30 Doradus indeholder den nærmeste massive stjernehob til Jorden. Klynger som denne kan fungere som bomber i galakser, blæse gas ud og endda ændre deres langsigtede evolution. Vi ønsker at forstå, hvordan molekylære skyer bliver til stjerner, i detaljer:hvor lang tid tager det, hvor hurtigt begynder nydannede stjerner at påvirke deres fødselssky, og over hvilke afstande, ting, der i øjeblikket ikke er godt forstået. Observere disse klynger vil bringe os et skridt tættere på et svar."

Wong tilføjede, at observationerne både hjælper videnskabsmænd med at forstå de brede videnskabelige implikationer af stjernedannelse og afslører galaksernes historie og fremtid. "Et af astronomiens største mysterier er, hvorfor vi er i stand til at se stjerner dannes i dag. Hvorfor kollapsede al den tilgængelige gas ikke i et enormt fyrværkerishow for længe siden? Det, vi lærer nu, kan hjælpe os med at skinne et lys om, hvad der sker dybt inde i molekylære skyer, så vi bedre kan forstå, hvordan galakser opretholder stjernedannelse over tid." + Udforsk yderligere

Billede:Nebula udskiller massive stjerner i nyt Hubble-billede