Sterrenstelsels worden vaak gezien als sprankelend met sterren, maar ze bevatten ook gas en stof. Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van UCLA-astronomen heeft nieuwe gegevens gebruikt om aan te tonen dat sterren verantwoordelijk zijn voor het produceren van stof op galactische schalen, een bevinding die consistent is met de al lang bestaande theorie. Stof is belangrijk omdat het een belangrijk onderdeel is van rotsachtige planeten zoals de aarde.

Dit onderzoek is vandaag online gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven .

Jean Turner, een UCLA-professor in de afdeling astronomie en natuurkunde, haar afgestudeerde student S. Michelle Consiglio, en twee andere medewerkers observeerden een sterrenstelsel op ongeveer 33 miljoen lichtjaar afstand. De onderzoekers richtten zich op dit sterrenstelsel, genaamd "II Zw 40, " omdat het krachtig sterren vormt en daarom nuttig is voor het testen van theorieën over stervorming. "Dit sterrenstelsel heeft een van de grootste stervormingsgebieden in het lokale universum, ' zei Turner.

De onderzoekers, onder leiding van Consiglio, verkregen beelden van II Zw 40 met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array-telescoop. Deze telescoop, gelegen in de Atacama-woestijn in Chili, is samengesteld uit een reeks van 66 afzonderlijke telescopen die functioneren als één groot observatorium. In 2011, Turner nam een ​​sabbatical van drie maanden van de UCLA om te helpen bij de voorbereiding van de Atacama Array voor gebruik door de astronomische gemeenschap. "Ik hielp met het verminderen van gegevens en deed dienst als astronoom, " ze zei.

De telescoop is gevoelig voor licht in het millimeter- en submillimetergedeelte van het elektromagnetische spectrum, net iets korter dan magnetrons. Om dit soort licht vast te leggen is een telescoop op grote hoogte nodig - deze is gebouwd op een plateau op 16, 400 voet - omdat "de atmosfeer van de aarde heel sterk begint te absorberen bij die golflengten, Turner zei. "Alle ALMA-wetenschappers werken op een lagere hoogte omdat je op die hoogte niet goed kunt denken. " voegde ze eraan toe.

Consiglio en haar team observeerden de centrale regio van II Zw 40, een deel van de melkweg met twee jonge clusters van sterren, elk met ongeveer een miljoen sterren. Door de sterrenhopen van II Zw 40 op verschillende golflengten af ​​te beelden, ze construeerden een kaart die het stof in de melkweg volgde. Astronomisch stof - voornamelijk gemaakt van koolstof, silicium en zuurstof - komt veel voor in het universum. "Als je naar de Melkweg aan de hemel kijkt, het ziet er nogal fragmentarisch en vlekkerig uit. Dat komt doordat stof het licht blokkeert, ' zei Turner.

De onderzoekers testten of de locatie van het stof van de melkweg consistent was met de locatie van de sterrenhopen van de melkweg. Ze ontdekten dat dit het geval was:Consiglio en haar team toonden aan dat het stof van II Zw 40 geconcentreerd was binnen ongeveer 320 lichtjaar van de sterrenhopen. "Het stof is allemaal geconcentreerd in de buurt van de dubbele cluster, " zei Turner. Deze waarneming ondersteunde hun hypothese dat sterren verantwoordelijk zijn voor het produceren van stof. "De dubbele cluster is een 'roetfabriek' die zijn lokale omgeving vervuilt, ' zei Consiglio.

Wetenschappers hebben lang getheoretiseerd dat sterren stof produceren door de elementen die diep in hun binnenste zijn samengesmolten, te verdrijven. hun gastheerstelsels verrijken met elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium. Echter, astronomische gegevens hebben die bewering tot dusver niet ondersteund. "Mensen hebben gezocht naar deze grootschalige verrijking van sterrenstelsels, maar ze hebben het nog niet eerder gezien, "Zei Turner. "We zien een verrijking op melkwegschaal en we zien duidelijk waar het vandaan komt."

De onderzoekers stellen dat de stofverrijking zo duidelijk is in de sterrenhopen van II Zw 40 omdat ze grote aantallen zeer jonge, massieve sterren, die de producenten van stof zijn. "De evolutionaire tijdschalen van deze sterren zijn zo kort dat je het stof kunt zien voordat het de kans krijgt om ver van de bron te worden verspreid, Turner zei. "We kijken naar de beste plek om stofverrijking te zien, in grote sterrenhopen, ' voegde Consiglio eraan toe.

Deze nieuwe resultaten motiveren het team om meer sterrenhopen te observeren. "Dit is een momentopname van een dubbele cluster op één leeftijd in één melkwegstelsel, Turner zei. "Ons doel is nu om andere bronnen te vinden en deze in verschillende stadia van evolutie te bekijken om de evolutie van deze gigantische sterrenhopen beter te begrijpen en hoe ze hun omgeving met stof verrijken."