science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Stervormende filamenten

Een afbeeldingskaart in valse kleuren van de gasdichtheid in het stervormende filament van Musca (de hoogste dichtheden zijn in rood weergegeven). Nieuw theoretisch werk over de structuur van deze lange filamenten stelt verschillende soorten stervormingszones over de lengte voor en reproduceert met succes veel van de kenmerken die te zien zijn in filamenten zoals deze in Musca. Krediet:Kainulainen, 2016

Interstellaire moleculaire wolken worden vaak gezien als langwerpig en "filamentair" van vorm, en komen in een breed scala van maten. In moleculaire wolken, waar sterren worden gevormd, de filamentaire structuur wordt verondersteld een belangrijke rol te spelen bij de vorming van sterren wanneer de materie instort om protosterren te vormen. Filamentaire wolken worden gedetecteerd omdat het stof dat ze bevatten het optische licht van achtergrondsterren verduistert terwijl ze uitzenden op infrarood- en submillimetergolflengten.

Waarnemingen van sommige filamenten geven aan dat ze zelf zijn samengesteld uit bundels dicht bij elkaar gelegen vezels met duidelijke fysieke eigenschappen. Computersimulaties kunnen sommige van deze draadvormige structuren reproduceren, en astronomen zijn het er in het algemeen over eens dat turbulentie in het gas in combinatie met zwaartekrachtinstorting kan leiden tot filamenten en protosterren erin, maar de exacte manieren waarop filamenten worden gevormd, sterren maken, en uiteindelijk verdwijnen worden niet begrepen. Het aantal nieuwe sterren dat zich ontwikkelt, bijvoorbeeld, varieert sterk tussen filamenten om redenen die niet bekend zijn.

Het gebruikelijke model voor een stervormend filament is een cilinder waarvan de dichtheid toeneemt naar de as volgens een specifiek profiel, maar die verder uniform is over zijn lengte. CfA-astronoom Phil Myers heeft een variant van dit model ontwikkeld waarin de gloeidraad over de lengte een stervormingszone heeft waar de dichtheid en diameter hoger zijn, met drie generieke profielen om hun vormen te beschrijven. Behalve dat het een meer realistische beschrijving is van de structuur van een filament, de verschillende dichtheidsprofielen ontwikkelen gravitationele "putten" van verschillende sterkte, wat natuurlijk leidt tot verschillende aantallen sterren die zich daarin vormen.

Myers vergelijkt de stervormingseigenschappen van deze drie soorten zones met de eigenschappen van waargenomen stervormingsfilamenten, met uitstekende resultaten. Het filament in de moleculaire wolk in Musca heeft relatief weinig stervorming, en kan redelijk goed worden verklaard met een van de drie profielen die wijzen op een vroeg stadium van evolutie. Een kleine cluster van jonge sterren in het sterrenbeeld Corona Australis past op een tweede model dat al langer is geëvolueerd, terwijl Ophiuchus een gloeidraad herbergt die mogelijk bijna aan het einde van zijn stervormingsleven is en lijkt op het derde type. De drie profielen lijken tot nu toe in staat te zijn om het volledige scala aan omstandigheden te dekken. De nieuwe resultaten zijn een belangrijke stap om de theorie van stervormende filamenten meer verfijning en realisme te brengen. Toekomstig werk zal de specifieke processen onderzoeken die de verschillende stervormingszones in hun sterren fragmenteren.