Astronomen van de universiteiten van Tübingen en Wenen onderzoeken de basisprincipes van de vorming van sterren.

Hoe massieve sterren worden gevormd, is een van de fundamentele vragen in de moderne astrofysica, omdat deze massieve sterren het energiebudget van hun gaststelsels bepalen. Met behulp van numerieke simulaties, Professor Wilhelm Kley, Dr. Rolf Kuiper en Dr. Dominique Meyer van het Instituut voor Astronomie en Astrofysica van de Universiteit van Tübingen hebben in samenwerking met Dr. Eduard Vorobyov van het Instituut voor Astrofysica van de Universiteit van Wenen nieuwe componenten onthuld van de vorming van massieve sterren, die al bekend waren uit het vormingsproces van zowel lichte als oersterren. De studie is nu gepubliceerd in het peer-review tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

De geboorte van massieve sterren is nog steeds een mysterie, omdat deze sterren zijn ingebed in een extreem dicht medium van gas en stof, zegt Rolf Kuiper, de leider van de Emmy Noether Research Group for Massive Star Formation, gefinancierd door de Duitse Onderzoeksstichting (DFG). "Deze ondoorzichtige envelop maakt het moeilijk om het geboorteproces direct te observeren, zelfs met moderne telescopen. Met andere woorden, we zien de wieg waarin deze sterren zijn geboren, maar we kunnen de sterren zelf niet detecteren." Daarom, de onderzoekers modelleerden het geboorteproces binnen een numerieke simulatie. Voor deze ambitieuze rekenkundig kostbaar onderzoek maakten ze binnen het bwHPC-initiatief van de deelstaat Baden-Württemberg gebruik van krachtige computers.

De simulatie begint met een wolk van gas en stof, die onder zijn eigen zwaartekracht instort en uiteindelijk een zogenaamde accretieschijf vormt rond de hete jonge ster. Het materiaal in zo'n schijf roteert rond de centrale ster en transporteert langzaam gas en stof ernaartoe. Voor de eerste keer, de resolutie van deze simulaties was voldoende om de vorming van klonten met hoge dichtheid in de zwaartekracht onstabiele schijf af te leiden. Eenmaal gevormd, deze klonten beginnen door de schijf te migreren en zinken uiteindelijk in de centrale ster. "Alsof je houtblokken in een open haard gooit, deze afleveringen van klonterconsumptie produceren gewelddadige uitbarstingen van licht die het collectieve effect van honderdduizend zonnen overtreffen, " zegt Eduard Vorobyov.

Een soortgelijk proces van episodische lichtuitbarstingen was al bekend met betrekking tot de vorming van de eerste sterren in het heelal en voor lichte sterren zoals onze zon. Het nieuwe onderzoek suggereert nu dat de vorming van sterren van welke aard en welk tijdperk dan ook wordt gecontroleerd door dezelfde universele processen:"Het is verbazingwekkend om deze overeenkomsten te zien, alsof stervorming op alle schalen en tijdperken wordt gecontroleerd door een gemeenschappelijk DNA dat in het vroege heelal is gesmeed, " zegt Dominique Meyer, de eerste auteur van de studie en postdoc in de Emmy Noether Group. de bosjes, legt Wilhelm Kley uit, zijn ook uitstekende kandidaten voor de vorming van metgezellen van het zonnetype voor massieve sterren:"Deze metgezellen zullen ook hun toekomstige evolutie beïnvloeden."

De resultaten zullen helpen bij het ontwikkelen van nieuwe waarnemingsstrategieën voor het detecteren van deze uitbarstingen van helderheid - en zelfs voor het rechtstreeks in beeld brengen van de hoge dichtheidsklonten in accretieschijven rond zeer jonge massieve sterren. Dit wordt een taak voor moderne waarnemingsfaciliteiten zoals de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) van de European Southern Observatory (ESO) of de toekomstige European Extremely Large Telescope (E-ELT).