science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De stellaire inhoud van jonge clusters ontrafelen

Een gebied met geclusterde stervorming. Het linkerframe toont een infraroodbeeld met hoge ruimtelijke resolutie van het cluster; in de gekleurde cirkels zijn drie jonge sterren te zien, waarbij de witte cirkel een vaste maat weergeeft. Het rechterframe is hetzelfde cluster dat op langere golflengten wordt gezien met een ander instrument. De drie sterren zijn met elkaar vermengd. Een nieuwe techniek bepaalt de meest waarschijnlijke bijdrage die elk van de sterren levert aan deze en andere lange-golflengtebeelden. en gebruikt dat om de eigenschappen van de sterren af ​​te leiden. Krediet:Martinez-Galarza et al 2018

Ongeveer vijfentwintig procent van de jonge sterren in onze melkweg vormt zich in geclusterde omgevingen, en sterren in een cluster staan ​​vaak dicht genoeg bij elkaar om de manier waarop ze gas ophopen en groeien te beïnvloeden. Astronomen die de details van stervorming proberen te begrijpen, bijvoorbeeld de relatieve overvloed van massieve sterren tot die met een lage massa, moet rekening houden met dergelijke gecompliceerde clusteringeffecten. Het meten van de feitelijke demografie van een cluster is ook niet eenvoudig.

Jonge sterren zijn ingebed in verduisterende wolken van geboortemateriaal. Infraroodstraling kan ontsnappen, echter, en astronomen onderzoeken deze gebieden op infrarode golflengten met behulp van de vorm van de spectrale energieverdeling (de SED - de relatieve hoeveelheden flux die bij verschillende golflengten wordt uitgezonden) om de aard van de jonge ster te diagnosticeren:zijn massa, leeftijd, aangroei activiteit, ontwikkelende schijf, en vergelijkbare eigenschappen. Een belangrijke complicatie is dat de verschillende telescopen en instrumenten die worden gebruikt om een ​​SED te meten, grote bundels van verschillende afmetingen hebben die meerdere objecten in een cluster omvatten. Als resultaat, elk punt in een SED is een verwarde mix van emissie van alle samenstellende sterren, met de langste golflengtegegevenspunten (van de grootste bundels) die een ruimtelijk gebied beslaan dat misschien tien keer groter is dan de kortste golflengtepunten.

CfA-astronomen Rafael Martinez-Galarz en Howard Smith en hun twee collega's hebben een nieuwe statistische analysetechniek ontwikkeld om het probleem van verwarde SED's in geclusterde omgevingen aan te pakken. Met behulp van afbeeldingen met de hoogste ruimtelijke resolutie voor elke regio, het team identificeert de onderscheidbare sterren (tenminste zoveel zijn in de cluster) en hun emissie op die golflengten. Ze combineren een Bayesiaanse statistische benadering met een groot raster van gemodelleerde jonge stellaire SED's om de meest waarschijnlijke voortzetting van elke individuele SED in de gemengde, langere golflengtebanden en leidt dus tot de bepaling van de meest waarschijnlijke waarde van de massa van elke ster, leeftijd, en omgevingsparameters. De resulterende opgetelde SED is niet uniek, maar is de meest waarschijnlijke oplossing.

De astronomen passen hun methode toe op zeventig jonge, lage massa stellaire clusters waargenomen door de Spitzer Space Telescope's Infrared Array Camera, en ontlenen hun fysieke eigenschappen. Hun resultaten komen uitstekend overeen met de algemene verwachtingen voor de verdeling van stellaire massa's. Ze vinden ook een aantal onverwachte voorlopige resultaten, inclusief een relatie tussen de totale massa van het cluster en de massa van zijn grootste lid. Het team is van plan om de golflengtebereiken in hun SED-analyse uit te breiden en het aantal geanalyseerde clusters te vergroten.