Een team onder leiding van Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure en Observatoire de Paris, Frankrijk) heeft de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruikt om handtekeningen van het koolstofhydride CH+ in verre starburst-stelsels te detecteren. De groep identificeerde sterke signalen van CH+ in vijf van de zes bestudeerde sterrenstelsels, inclusief de Kosmische Wimper. Dit onderzoek levert nieuwe informatie op die astronomen helpt de groei van sterrenstelsels te begrijpen en hoe de omgeving van een sterrenstelsel de vorming van sterren bevordert.

"CH+ is een bijzonder molecuul. Het heeft veel energie nodig om te vormen en is zeer reactief, wat betekent dat de levensduur erg kort is en niet ver kan worden vervoerd. CH+ traceert daarom hoe energie stroomt in de sterrenstelsels en hun omgeving, zei Martin Zwaan, een astronoom bij ESO, die hebben bijgedragen aan de krant.

Hoe CH+ energie traceert, kan worden gezien als analoog aan het zijn op een boot in een tropische oceaan op een donkere, maanloze nacht. Als de omstandigheden goed zijn, fluorescerend plankton kan oplichten rond de boot terwijl deze vaart. De turbulentie veroorzaakt door de boot die door het water glijdt, prikkelt het plankton om licht uit te stralen, die het bestaan ​​van de turbulente gebieden in het onderliggende donkere water onthult. Omdat CH+ zich uitsluitend vormt in kleine gebieden waar turbulente gasbewegingen verdwijnen, de detectie ervan traceert in wezen energie op galactische schaal.

De waargenomen CH+ onthult dichte schokgolven, aangedreven door hete, snelle galactische winden die hun oorsprong vinden in de stervormingsgebieden van de sterrenstelsels. Deze winden stromen door een sterrenstelsel, en materiaal eruit duwen, maar hun turbulente bewegingen zijn zodanig dat een deel van het materiaal opnieuw kan worden vastgelegd door de zwaartekracht van het sterrenstelsel zelf. Dit materiaal verzamelt zich in enorme turbulente reservoirs van koele, gas met lage dichtheid, die zich meer dan 30.000 lichtjaar uitstrekt van het stervormingsgebied van de melkweg.

"Met CH+, we leren dat energie wordt opgeslagen in enorme winden ter grootte van een melkwegstelsel en eindigt als turbulente bewegingen in voorheen onzichtbare reservoirs van koud gas die de melkweg omringen, " zei Falgarone, wie is de hoofdauteur van het nieuwe artikel. "Onze resultaten dagen de theorie van de evolutie van sterrenstelsels uit. Door turbulentie in de reservoirs te veroorzaken, deze galactische winden verlengen de starburst-fase in plaats van deze te blussen."

Het team stelde vast dat galactische winden alleen de nieuw onthulde gasreservoirs niet konden aanvullen en suggereert dat de massa wordt geleverd door galactische fusies of aanwas van verborgen gasstromen, zoals voorspeld door de huidige theorie.

"Deze ontdekking is een grote stap voorwaarts in ons begrip van hoe de instroom van materiaal wordt gereguleerd rond de meest intense starburst-sterrenstelsels in het vroege heelal, ", zegt ESO's directeur voor Wetenschap, Rob Ivison, een co-auteur op het papier. "Het laat zien wat er kan worden bereikt als wetenschappers uit verschillende disciplines samenkomen om de mogelijkheden van 's werelds krachtigste telescoop te benutten."

Dit onderzoek werd gepresenteerd in een paper getiteld "Grote turbulente reservoirs van koud moleculair gas rond sterrenstelsels met een hoge roodverschuiving" door E. Falgarone et al., verschijnen in Natuur op 30 augustus 2017.