Pressmeddelande

Ofödd monsterstjärna avslöjas av ALMA:s fosterdiagnostik

10 juli 2013

Nya observationer med Atacama Large Millimeter/submillimeter Arrray (ALMA) har gett forskare den hittills bästa bilden av en monsterstjärna som håller på att bildas inuti ett mörkt moln. Astronomer har upptäckt en stjärnlivmoder som är över 500 gånger tyngre än solen - den största man hittat i Vintergatan - och som dessutom håller på att växa. Inuti molnet äter en ännu ofödd stjärna glupskt av materialet som rör sig inåt. Här, tror forskarna, kommer det att födas en stjärna med en massa som kan vara hela 100 gånger solens.

De tyngsta och starkast lysande stjärnorna i vår galax bildas inuti kalla och mörka moln, men hur processen går till är inte bara gömd bakom kosmiskt stoft, men även höljd i dunkel [1]. Ett internationellt astronomteam har nu använt ALMA för att göra fosterdiagnostik med hjälp av mikrovågor. Det har gett en ny bild av en monsterstjärna i vardande som ligger ungefär 11 000 ljusår bort i ett moln som kallas Spitzer Dark Cloud (SDC) 335.579-0.292. 

Det finns två konkurrerande teorier om hur de tyngsta stjärnorna bildas. Den ena föreslår att det mörka molnet fragmenterar, och skapar många mindre kärnor som var och en kollapsar och slutligen bildar stjärnor. Den andra teorin är mer dramatisk: hela molnet börjar största samman, och dess material rör sig snabbt inåt mot molnets mitt för att bilda en eller kanske flera riktiga stjärnbjässar. Forskarteamet, som leds av Nicolas Perotto vid CEA/AIM Paris-Saclay, Frankrike, och Cardiffuniversitetet i Storbritannien, insåg att ALMA var det perfekta redskapet för ta reda på vad som egentligen försiggår där tunga stjärnor föds.  

Molnet SDC335.579-0.292 hittades vid observationer med NASA:s Spitzerteleskop och ESA:s Herschelteleskop. Det är en dramatisk miljö med mörka, täta stråk av gas och stoft. Nu har teamet utnyttjat ALMA:s unika känslighet för att i detalj studera de mängder med stoft i molnet och dessutom mäta hur gas inuti molnet rör sig. Mätningarna har avslöjat ett riktigt monster.

- De unika och märkliga observationerna med ALMA gav oss för första gången en riktigt bra bild av vad som händer inuti det här molnet. Vi ville se hur monsterstjärnor bildas och växer, och vi lyckades verkligen uppnå vårt mål! En av de källor som vi har hittat är denna riktiga gigant - den största protostellära kärna som någonsin hittats i Vintergatan, säger Perotto.

Inuti denna protostellära kärna - den ofödda stjärnans livmoder - gömmer sig en yra av gas och stoft med en massa på 500 gånger solens [2]. Observationerna med ALMA visar dessutom att ännu mer material fortfarande rör sig inåt mot molnet och ökar på den redan höga massan. Allt detta material kommer så småningom kollapsa och bilda en ung stjärna som kan bli så tung som 100 gånger solens massa - en ovanligt tung monsterstjärna.

Nicolas Perotto förklarar.

- Vi trodde redan att det här området var en bra kandidat för att kunna vara ett moln där tunga stjärnor kunde bildas. Men vi kunde inte förvänta oss att hitta en så pass massiv ofödd stjärna i sin mitt. Vi tror att det kommer att bilda en stjärna upp till 100 gånger mer massiv än solen. Bara en av tiotusen stjärnor i Vintergatan är så stora.

Gary Fuller, astronom vid Manchesteruniversitetet i Storbritannien, är också med i teamet.

- Dessa stjärnor är inte bara ovanliga. De föds också extremt snabbt och deras barndom är väldigt kort, så att hitta ett sådant massivt objekt så tidigt i sin utveckling är ett spektakulärt resultat, säger han.

Teammedlemmen Ana Duarte Cabral vid Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux i Frankrike förklarar hur upptäckten ger starkt stöd för teorin om att hela molnet kollapsar när massiva stjärnor bildas, och passar sämre ihop med teorin om fragmentering.

- Observationerna med ALMA visar de spektakulära detaljerna i hur nätverket av stråk av gas och stoft rör sig. De visar också att en gigantisk mängd gas rör sig inåt mot ett mycket litet område i mitten, säger hon.

Dessa observationer gjordes under ALMA:s första observationsfas, där bara en fjärdedel av teleskopets 66 antenner användes.

- Vi lyckades göra dessa väldigt detaljerade observationer med bara en bråkdel av ALMA:s fulla potential. ALMA kommer definitivt att göra revolution i vår kunskap om hur stjärnor bildas, lösa några av dagens problem - och säkert även ge upphov till nya, avslutar Perotto.

Noter

[1] För astronomer är “massiva” eller “tunga” stjärnor de vars massa är ungefär 10 eller fler gånger större än solens. Det anspelar på stjärnans massa, inte dess storlek.

[2] I det här området bildas många stjärnor. Denna kärna, som är 500 gånger solens massa, är den allra mest massiva.

Mer information

ALMA är en internationell anläggning för astronomi och är ett samarbete mellan Europa, Nordamerika och Ostasien i samverkan med Chile. I Europa stöds ALMA av ESO, i Nordamerika av US National Science Foundation (NSF) i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) samt av Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC), i Ostasien av Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Bygget och driften av ALMA leds för Europas del av ESO, för Japan av Nationella astronomiska observatoriet i Japan (NAOJ) och för Nordamerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som drivs av Associated Universities, Inc. (AUI). Joint ALMA Observatory (JAO) ger gemensam ledning och gemensam organisation för bygget, driftsättning och drift av ALMA.

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Global collapse of molecular clouds as a formation mechanism for the most massive stars” som publiceras i tidskriften Astronomy & Astrophysics.

Teamet består av N. Peretto (CEA/AIM Paris Saclay, Frankrike; Cardiffuniversitetet, Storbritannien), G. A. Fuller (Manchesteruniversitetet, Storbritannien; Jodrell Bank centrum för astrofysik och Storbritanniens regionala nod för ALMA), A. Duarte-Cabral (LAB, OASU, Bordeauxuniversitetet, CNRS, Frankrike), A. Avison (Manchesteruniversitetet, Storbritannien; Storbritanniens regionala nod för ALMA), P. Hennebelle (CEA/AIM Paris Saclay, Frankrike), J. E. Pineda (Manchesteruniversitetet, Storbritannien; Storbritanniens regionala nod för ALMA; ESO, Garching, Tyskland), Ph. André (CEA/AIM Paris Saclay, Frankrike), S. Bontemps (LAB, OASU, Bordeauxuniversitetet, CNRS, Frankrike), F. Motte (CEA/AIM Paris Saclay, Frankrike), N. Schneider (LAB, OASU, Bordeauxuniversitetet, CNRS, Frankrike) och S. Molinari (INAF, Rom, Italien).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln 

• Bilder på ALMA-antennerna

Kontakter

Nicolas Peretto
School of Physics and Astronomy, Cardiff University
Cardiff, UK
Tel: +44 29 208 75314
E-post: Nicolas.Peretto@astro.cf.ac.uk

Gary Fuller
Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester
Manchester, UK
Tel: +44 161 306 3653
E-post: G.Fuller@manchester.ac.uk

Ana Duarte-Cabral
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Bordeaux, France
E-post: Ana.Cabral@obs.u-bordeaux1.fr

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1331 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.