Extragalactische sterrenbroedgebieden in kaart gebracht – forschung.de

Welke regio’s in sterrenstelsels hebben bijzonder hoge geboortecijfers van sterren? Voor het eerst hebben astronomen nu de kenmerkende kenmerken vastgelegd van grootschalige stervormingswolken in een sterrenstelsel dat grenst aan de Melkweg. Wetenschappers zeggen dat deze speciale kaart van het zogenaamde vortexstelsel nu kan helpen bij het onderzoeken van de vroege stadia van extragalactische stervorming op de schaal van individuele stervormende gaswolken.

Wat is het begin van de ontwikkelingen? Deze vraag is bijzonder interessant op veel gebieden van de wetenschap, waaronder de astronomie. Als het gaat om de vorming van sterren zoals onze zon, wordt verondersteld dat ze vooral samenklonteren in kosmische gebieden met een hoge materiedichtheid. Het zou echter verkeerd zijn om de overeenkomstige gebieden in sterrenstelsels hotspots te noemen. Zoals eerdere studies in ons eigen Melkwegstelsel hebben aangetoond, begint de evolutie van sterren in dichte galactische wolken die bestaan ​​uit tamelijk koel gas en stof.
Het bepalen van hun identiteit is daarom een ​​uitdaging voor de astronomie. ‘Om dit te doen meten we doorgaans de straling van bepaalde deeltjes die vooral voorkomen in deze zeer koude en dichte gebieden’, zegt eerste auteur Sophia Stuber van het Max Planck Instituut voor Astronomie (MPIA) in Heidelberg. Bij het zoeken naar stervorming in de Melkweg zijn er met name twee stoffen die als chemische sondes fungeren: HCN (waterstofcyanide) en N2H+ (diazenelium).

Het vortexstelsel staat aan de horizon

In hun onderzoek hebben Stuber en haar collega’s nu onderzocht hoe de spectrale kenmerken van dit materiaal ook relevant zijn voor het identificeren van stervormende wolken buiten onze Melkweg. Je zou je in eerste instantie kunnen afvragen waarom het nodig is om bij het zoeken naar stervormingsgebieden rekening te houden met afstanden. Maar verrassend genoeg kan het zicht op de Melkweg beter zijn dan het zicht op ons huis. Omdat het ‘wormperspectief’ betekent dat we geen vogelperspectief van de Melkweg hebben: moleculaire wolken en stervormingsgebieden zijn hier dichterbij, maar hun structuur en locatie zijn moeilijker te begrijpen.

Om deze reden hebben onderzoekers nu hun zinnen gezet op een van onze naburige sterrenstelsels: het zogenaamde Messier 51-stelsel. Het bevindt zich “slechts” op ongeveer 28 miljoen lichtjaar afstand en is voor ons zichtbaar. Dit maakt het bijzonder vatbaar voor gedetailleerd onderzoek. ‘We hebben dit feit gebruikt om te zien hoe goed de twee gassen voor ons dichte wolken in dit sterrenstelsel konden detecteren’, legt Stober uit. De Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) – een radio-interferometer werd gebruikt in de Franse Alpen. De wetenschappers tonen aan dat complexe evaluatiesystemen de radiologische kenmerken van waterstofcyanide en diazenylium in hun gegevens kunnen detecteren.

Galaxy-kaart – en puzzel

Het blijkt dat dit werkt in het geval van de Whirlpool Galaxy: het team is nu in staat om het koele, dichte gas dat typisch is voor toekomstige sterrenkraamkamers over een groot gebied in kaart te brengen. Deze gebieden lopen door donkere gebieden in de spiraalarmen. “We waren ook in staat om de handtekeningen zeer gedetailleerd te meten over een groot gebied dat verschillende regio’s met verschillende omstandigheden bestrijkt. Zelfs op het eerste gezicht wordt het duidelijk dat de twee moleculen een dicht gas kunnen waarnemen met bijna hetzelfde vermogen – maar er zijn ook interessante verschillen”, zegt co-auteur Eva Schinnerer van MPIA.

Terwijl de intensiteit van de straling van waterstofcyanide en diazenelium door de spiraalarmen stijgt en daalt in overeenstemming met de dichtheid van het gas, ontdekte het team in het centrale deel van de Melkweg een duidelijke afwijking van deze regel: vergeleken met diazenelium is de helderheid van de melkweg verhoogt de waterstofcyanide-emissie daar onevenredig sterk. Volgens dit lijkt het erop dat iets ervoor zorgt dat het waterstofcyanide gaat gloeien, maar niet het diazinelium. “Wij denken dat een actieve galactische kern in het Draaikolkstelsel hiervoor verantwoordelijk is”, zegt Sheinerer. Dit is het turbulente gebied rond het centrale zwarte gat van de Melkweg, dat intense straling uitzendt. Het kan extra emissies van waterstofcyanidemoleculen veroorzaken. “Maar we moeten nog zoeken naar de exacte reden voor het verschil tussen de twee gassen”, benadrukt Scheiner.

Zoals het team samenvat, openen de resultaten nu de mogelijkheid om de vroege stadia van sterevolutie buiten de Melkweg te onderzoeken: de Vortex Galaxy zou nu kunnen dienen als het eerste onderzoeksobject dat stervorming op galactische schaal onderzoekt. ‘We willen deze aanpak graag gebruiken om in de toekomst meer sterrenstelsels te bestuderen’, zegt Stober. Tot op heden zijn de technische mogelijkheden hiervoor echter nog niet voldoende: de stralingsgevoeligheid is zeer laag. Maar astronomen vestigen hun hoop op de verdere ontwikkeling van deze mogelijkheden, en de ngVLA (Next Generation Very Large Array), die momenteel wordt gepland, zou ook krachtig kunnen zijn, zegt Scheiner.

Bron: Max Planck Instituut voor Astronomie in Heidelberg, gespecialiseerd artikel: Astronomie en astrofysica Letters, doi: 10.1051/0004-6361/202348205

© Wissenschaft.de – Martin Viewe