Astronomen hebben nieuw licht geworpen op het belang van waterstofatomen bij de geboorte van nieuwe sterren.

Men denkt dat alleen waterstofmoleculen direct de stervorming voeden, maar onderzoek dat vandaag is gepubliceerd, toont aan dat er meer waterstofatomen zijn dan moleculen, zelfs in jonge sterrenstelsels die veel sterren maken.

Astrofysicus dr. Luca Cortese, van de University of Western Australian node van het International Center for Radio Astronomy Research, zei dat er voortdurend nieuwe sterren werden gevormd in het heelal.

"Nieuwe sterren worden geboren in dichte wolken van gas en stof die in de meeste sterrenstelsels voorkomen, " hij zei.

"Onze eigen Melkweg vormt gemiddeld ongeveer één nieuwe ster per jaar."

In het lokale heelal dicht bij ons wordt ongeveer 70 procent van het waterstofgas gevonden in individuele atomen, terwijl de rest in moleculen zit.

Astronomen hadden verwacht dat als ze terug in de tijd keken, jongere sterrenstelsels zouden steeds meer moleculaire waterstof bevatten totdat het het gas in de melkweg domineerde. In plaats daarvan, ze ontdekten dat atomaire waterstof ook in jongere sterrenstelsels het grootste deel van het gas uitmaakte.

Dit geldt zelfs in sterrenstelsels onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met 'kosmische middag', een periode ongeveer zeven miljard jaar na de oerknal toen de snelheid van stervorming in het heelal zijn hoogtepunt bereikte.

Dr. Cortese zei dat astronomen in de afgelopen tien jaar jonge, stervormende sterrenstelsels op kosmische middag met 10 keer meer waterstofmoleculen dan de Melkweg.

Met zulke grote reservoirs van moleculaire waterstof, er leek geen ruimte meer te zijn voor een vergelijkbare hoeveelheid koud atoomgas. Helaas, het is momenteel onmogelijk om waterstofatomen op zulke grote afstanden te detecteren en deze verwachting te verifiëren.

In plaats daarvan, Dr. Cortese en zijn team ontdekten een populatie van sterrenstelsels die drie miljard jaar jonger zijn dan de Melkweg en die gasreservoirs herbergen die minstens zo groot zijn als die van sterrenstelsels op de kosmische middag.

"Wat we ontdekten, is dat deze jonge sterrenstelsels, ondanks het feit dat ze 10 miljard zonnemassa's aan moleculair gas herbergen, zeer, zeer rijk aan atomaire waterstof ook, ' zei dokter Cortese.

"De balans tussen atomaire en moleculaire waterstof is vrijwel hetzelfde als in de Melkweg. Met andere woorden, het wordt nog steeds gedomineerd door atoomgas."

Het onderzoek maakte gebruik van gegevens van twee van 's werelds krachtigste radiotelescopen, het Arecibo Observatorium in Puerto Rico en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array van het European Southern Observatory in Chili.

ICRAR-astrofysicus dr. Barbara Catinella, een co-auteur van het onderzoek, zei dat de bevindingen enorme implicaties hadden voor ons begrip van het vroege heelal.

"Het laat zien dat we atomaire waterstof niet kunnen verwaarlozen, zelfs niet in sterrenstelsels die tientallen miljarden zonnemassa's van moleculaire waterstof bevatten, " ze zei.

"Alleen de komst van toekomstige radiotelescopen zoals de Square Kilometre Array zal ons in staat stellen een volledig beeld te krijgen van de rol van koud gas in de stervormingscyclus."

Een andere bevinding uit het onderzoek was dat de sterrenstelsels die rijk zijn aan moleculaire waterstof niet erg turbulent waren.

Gebruikelijk, deze sterrenstelsels zouden naar verwachting zeer turbulent zijn om de ineenstorting van het gas in sterren te voorkomen.

Het onderzoek is gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven .