Met behulp van waarnemingen van moleculen in de protoster L1527, gemaakt door het ALMA-observatorium in het noorden van Chili, een groep onderzoekers heeft nieuwe aanwijzingen gevonden om te begrijpen hoe stof in een instortende moleculaire wolk impulsmoment kan afgeven en voorbij een gebied dat bekend staat als de 'centrifugale barrière' kan doordringen om zijn weg naar het oppervlak van de zich vormende ster te vinden.

Een van de grote puzzels in de astrofysica is hoe sterren zoals de zon erin slagen zich te vormen uit instortende moleculaire wolken in stervormende gebieden van het universum. De puzzel is technisch bekend als het impulsmoment-probleem bij de vorming van sterren. Het probleem is in wezen dat het gas in de stervormende wolk enige rotatie heeft, die elk element van het gas een hoeveelheid impulsmoment geeft. Terwijl het naar binnen zakt, uiteindelijk bereikt het een toestand waarin de aantrekkingskracht van de ontluikende ster wordt gecompenseerd door de middelpuntvliedende kracht, zodat het niet langer binnen een bepaalde straal zal instorten, tenzij het een deel van het impulsmoment kan verliezen. Dit punt staat bekend als de centrifugale barrière.

Nutsvoorzieningen, met behulp van metingen van radioantennes, een groep onder leiding van Nami Sakai van het RIKEN Star and Planet Formation Laboratory heeft aanwijzingen gevonden over hoe het gas in de wolk zijn weg naar het oppervlak van de zich vormende ster kan vinden. Om het proces beter te begrijpen, Sakai en haar groep wendden zich tot het ALMA-observatorium, een netwerk van 66 radioschotels hoog in de Atacama-woestijn in het noorden van Chili. De schotels zijn met elkaar verbonden in een zorgvuldig gechoreografeerde configuratie, zodat ze beelden kunnen leveren van radio-emissies uit protostellaire gebieden aan de hemel.

De groep koos ervoor om een ​​protoster te observeren die werd aangeduid als L1527, gelegen in een nabijgelegen stervormingsgebied dat bekend staat als de Taurus Molecular Cloud. de protoster, op ongeveer 450 lichtjaar afstand, heeft een draaiende protoplanetaire schijf, bijna op het randje van onze mening, ingebed in een grote envelop van moleculen en stof.

Eerder, Sakai had ontdekt, van waarnemingen van moleculen rond dezelfde protoster, dat, in tegenstelling tot de algemeen aanvaarde hypothese, de overgang van envelop naar de binnenste schijf - die later planeten vormt - was niet soepel maar zeer complex. "Toen we naar de waarnemingsgegevens keken, " zegt Sakai, "We realiseerden ons dat het gebied nabij de centrifugale barrière - waar deeltjes niet langer kunnen binnendringen - behoorlijk complex is, en we realiseerden ons dat het analyseren van de bewegingen in deze overgangszone cruciaal zou kunnen zijn om te begrijpen hoe de envelop instort. Onze waarnemingen toonden aan dat er op die plaats een verbreding van de enveloppe is, wijzend op iets als een "verkeersopstopping" in de regio net buiten de centrifugale barrière, waar het gas opwarmt als gevolg van een schokgolf. Uit de waarnemingen werd duidelijk dat een aanzienlijk deel van het impulsmoment verloren gaat door gas dat in verticale richting wordt gegoten vanaf de afgeplatte protoplanetaire schijf die zich rond de protoster heeft gevormd."

Dit gedrag kwam goed overeen met berekeningen die de groep had gedaan met een puur ballistisch model, waarbij de deeltjes zich gedragen als eenvoudige projectielen die niet hoeven te worden beïnvloed door magnetische of andere krachten.

Volgens Sakai, "We zijn van plan om observaties van de krachtige ALMA-array te blijven gebruiken om ons begrip van de dynamiek van stervorming verder te verfijnen en volledig uit te leggen hoe materie instort op de vormende ster. Dit werk zou ons ook kunnen helpen om de evolutie van onze eigen zonne-energie beter te begrijpen. systeem."

Deze waarnemingsresultaten werden gepubliceerd als Sakai et al. "Verticale structuur van de overgangszone van invallende roterende envelop naar schijf in de klasse 0 Protostar, IRAS04368+2557" in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society in februari 2017.