Tema

Fyrverkerier skapas när nya stjärnor föds

En ung stjärnhop håller just nu på att ta form i vår galax Vintergatan. Tack vare mätningar från instrument som Alma och Hubbleteleskopet har astronomerna fått en ny bild av det kosmiska fyrverkeriet – som ger nya insikter om hur stjärnor, som vår sol, föds tillsammans.​​

​De flesta stjärnor i universum, inklusive vår sol, föddes in i stora familjer av stjärnor som kallas stjärnhopar. Galaxer är dessutom uppbyggda av stjärnhopar. Hoparna själva bildas ur täta molekylmoln, men hur det går till är fortfarande till stor del ett mysterium.

I en ny, spektakulär bild ser astronomerna nu en ung stjärnhop som just nu håller på att ta form. I bilden på hopen, som kallas G286.21+0.17, ingår flera exponeringar i olika våglängder – sammanlagt fler än 750 enskilda mätningar – med teleskopet Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) samt en bild tagen i infrarött ljus av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble. Hopen ligger i vår galax Vintergatan i närheten av Carinanebulosan, ungefär 8 000 ljusår bort.

Chalmers har byggt mottagare till teleskopet Alma

Alma är en internationell anläggning för astronomi och är ett samarbete mellan ESO (Europeiska sydobservatoriet), i vilket Sverige är ett av 15 medlemsländer, National Science Foundation i USA och Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samverkan med Chile. Alma stöds av ESO åt dess medlemsländer, av NSF i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) och Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC) samt av NINS i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan och Koreas Institut för astronomi och rymdforskning (KASI).

Chalmers och Onsala rymdobservatorium har varit med sedan starten och bland annat byggt mottagare till Alma. Vid Onsala rymdobservatorium finns Nordic Alma Regional Centre som tillhandahåller teknisk expertis om Alma och som hjälper nordiska astronomer att använda teleskopet.​

Gaskärnor där enskilda stjärnor tänds

I Almas mätningar lyser täta moln av molekylär gas (lila i bilden). Teleskopet har fångat hur turbulent gas faller in mot hopens mitt, där gasen bildar täta kärnor i vilka enskilda stjärnor så småningom kommer att tändas.

Stjärnorna i bilden syns tack vare deras infraröda ljus, registrerat av Hubbleteleskopet. Här finns bland annat en större grupp av stjärnor som håller på att bryta ut från molnens ena sida. De tyngsta av dessa stjärnor lyser intensivt och blåser ut kraftfulla vindar, och det räcker för att spränga bort delar av molekylmolnen. Kvar finns spillror som lyser svagt tack vare uppvärmda stoftkorn (visas i gult och rött).

Stjärnor i olika utvecklingsstadier

Bilden fångar, i en enda stjärnhop, stjärnor som nått många olika utvecklingsstadier. Det berättar Yu Cheng, som är astronom vid University of Virginia i Charlottesville, USA, och huvudförfattare till två forskningsartiklar som publicerats i tidskriften Astrophysical Journal.

Hubbleteleskopet avslöjar här cirka tusen nybildade stjärnor med olika massor, från lätta till tunga. Dessutom visar Almas mätningar att det finns mycket mer massa i tät gas som ännu inte störtat samman.

– Sammantaget kan processen ta minst en miljon år att slutföra, säger Yu Cheng.

I denna animerade gif-bild visas gasmoln som rör sig längs siktlinjen till den unga stjärnhopen G286.21+0.17. Alma-mätningarna visar moln av molekylär gas (rosa och lila). I bakgrunden är bilden från Hubbleteleskopet som visar stjärnor och värmestrålning från stoft och damm (gult och rött). Färgerna från rosa, lila till blått visar upp gas med hastigheter mellan 15 och 24 kilometer i sekunden. Rörelserna styrs av samspelet mellan tyngdkraft, turbulens, stjärnvindar och strålningstryck från nyfödda stjärnor. Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Y. Cheng et al.; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; NASA/ESA Hubble.

Jonathan Tan, astronom vid Chalmers och University of Virginia, är medförfattare och har lett projektet.

– Detta illustrerar just hur dynamisk och kaotisk processen är som leder till att stjärnor föds. Vi ser konkurrerande krafter i aktion: tyngdkraft och turbulens från molnet å ena sidan, och stjärnvindar och strålningstryck från de unga stjärnorna å andra sidan. Denna process skulpterar området. Det är en häpnadsväckande tanke att vår egen sol och planeterna en gång var en del av en sådan kosmisk dans, säger han.

Vetenskapliga artiklar:

Gas kinematics of the massive protocluster G286.21+0.17 revealed by ALMA (Yu Cheng med flera) Astrophysical Journal

Stellar variability in a forming massive star cluster (Yu Cheng med flera) Astrophysical Journal

Fotnot:

Medlemmarna i forskargruppen är Yu Cheng (University of Virginia, USA), Jonathan C. Tan (Chalmers), Mengyao Liu (University of Virginia, USA), Morten Andersen (Gemini Observatory, NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory, Chile) och Wanggi Lim (SOFIA-USRA, NASA Ames Research Center, USA).

Kontakt:

Jonathan Tan, professor i astrofysik, Chalmers, jonathan.tan@chalmers.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Fyrverkerier skapas när nya stjärnor föds

 lästid ~ 4 min