Waarnemingen met ESO's Very Large Telescope hebben aangetoond dat sterren zich vormen binnen krachtige uitstromen van materiaal dat uit superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels wordt geschoten. Dit zijn de eerste bevestigde waarnemingen van sterrenvorming in dit soort extreme omgevingen. De ontdekking heeft veel gevolgen voor het begrijpen van de eigenschappen en evolutie van sterrenstelsels. De resultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Natuur .

Een door het VK geleide groep Europese astronomen gebruikte de MUSE- en X-shooter-instrumenten van de Very Large Telescope (VLT) van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili om een ​​voortdurende botsing tussen twee sterrenstelsels te bestuderen. gezamenlijk bekend als IRAS F23128-5919, die ongeveer 600 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd zijn. De groep observeerde de kolossale winden van materiaal - of uitstroom - die hun oorsprong vinden nabij het superzware zwarte gat in het hart van de zuidelijke melkweg van het paar, en hebben het eerste duidelijke bewijs gevonden dat er sterren in worden geboren.

Dergelijke galactische uitstromen worden aangedreven door de enorme energie-output van de actieve en turbulente centra van sterrenstelsels. Superzware zwarte gaten liggen op de loer in de kernen van de meeste sterrenstelsels, en wanneer ze materie opslokken, verwarmen ze ook het omringende gas en verdrijven het met krachtige, dichte wind.

"Astronomen hebben een tijdje gedacht dat de omstandigheden binnen deze uitstromen goed zouden kunnen zijn voor stervorming, maar niemand heeft het echt zien gebeuren, want het is een heel moeilijke observatie, " zegt teamleider Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge. "Onze resultaten zijn opwindend omdat ze ondubbelzinnig laten zien dat er sterren worden gecreëerd binnen deze uitstroom."

De groep ging direct sterren in de uitstroom bestuderen, evenals het gas dat hen omringt. Door gebruik te maken van twee van 's werelds toonaangevende VLT-spectroscopische instrumenten, MUSE en X-shooter, ze zouden een zeer gedetailleerde studie kunnen uitvoeren van de eigenschappen van het uitgestraalde licht om de bron te bepalen.

Het is bekend dat straling van jonge sterren ervoor zorgt dat nabije gaswolken op een bepaalde manier gloeien. Door de extreme gevoeligheid van X-shooter kon het team andere mogelijke oorzaken van deze verlichting uitsluiten, inclusief gasschokken of de actieve kern van de melkweg.

De groep deed vervolgens een onmiskenbare directe detectie van een jonge stellaire populatie in de uitstroom. Men denkt dat deze sterren minder dan enkele tientallen miljoenen jaren oud zijn, en voorlopige analyse suggereert dat ze heter en helderder zijn dan sterren gevormd in minder extreme omgevingen zoals de galactische schijf.

Als verder bewijs, de astronomen bepaalden ook de beweging en snelheid van deze sterren. Het licht van de meeste sterren in het gebied geeft aan dat ze met zeer grote snelheden weg van het centrum van de melkweg reizen - wat logisch zou zijn voor objecten die in een stroom snel bewegend materiaal worden gevangen.

Co-auteur Helen Russell (Instituut voor Sterrenkunde, Cambridge, UK) breidt uit:"De sterren die zich in de wind dicht bij het centrum van de melkweg vormen, kunnen vertragen en zelfs terug naar binnen gaan, maar de sterren die zich verder in de stroom vormen, ervaren minder vertraging en kunnen zelfs helemaal uit de melkweg wegvliegen."

De ontdekking levert nieuwe en opwindende informatie op die ons begrip van sommige astrofysica, inclusief hoe bepaalde sterrenstelsels hun vorm krijgen; hoe de intergalactische ruimte wordt verrijkt met zware elementen; en zelfs van waaruit onverklaarbare kosmische infrarode achtergrondstraling kan ontstaan.

Maiolino is enthousiast over de toekomst:"Als stervorming echt plaatsvindt in de meeste galactische uitstroomingen, zoals sommige theorieën voorspellen, dan zou dit een compleet nieuw scenario opleveren voor ons begrip van de evolutie van sterrenstelsels."

Dit onderzoek werd gepresenteerd in een paper getiteld "Star Formation in a galactic outflow" door Maiolino et al., om in het journaal te verschijnen Natuur op 27 maart 2017.