In het centrum van onze melkweg, in de onmiddellijke nabijheid van zijn superzware zwarte gat, is een regio geteisterd door krachtige getijdenkrachten en badend in intens ultraviolet licht en röntgenstraling. Deze barre omstandigheden, astronomen vermoeden, geen voorstander van stervorming, vooral lichte sterren zoals onze zon. Verrassend genoeg, nieuwe waarnemingen van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) suggereren anders.

ALMA heeft de veelbetekenende tekenen onthuld van elf sterren met een lage massa die zich gevaarlijk dicht - binnen drie lichtjaar - bij het superzware zwarte gat van de Melkweg vormen, bij astronomen bekend als Sagittarius A* (Sgr A*). Op deze afstand, getijdenkrachten die door het superzware zwarte gat worden aangedreven, zouden energiek genoeg moeten zijn om wolken van stof en gas uit elkaar te scheuren voordat ze sterren kunnen vormen.

De aanwezigheid van deze nieuw ontdekte protosterren (het vormende stadium tussen een dichte gaswolk en een jonge, stralende ster) suggereert dat de omstandigheden die nodig zijn om sterren met een lage massa te laten ontstaan, zelfs kunnen bestaan ​​in een van de meest turbulente gebieden van onze melkweg en mogelijk op vergelijkbare locaties in het universum.

De resultaten worden gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven .

"Ondanks alle kansen, we zien het beste bewijs tot nu toe dat sterren met een lage massa verrassend dicht bij het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg worden gevormd, " zei Farhad Yusef-Zadeh, een astronoom aan de Northwestern University in Evanston, Illinois, en hoofdauteur op het papier. "Dit is een echt verrassend resultaat en een die laat zien hoe robuust stervorming kan zijn, zelfs op de meest onwaarschijnlijke plaatsen."

De ALMA-gegevens suggereren ook dat deze protosterren ongeveer 6, 000 jaar oud. "Dit is belangrijk omdat het de vroegste fase van stervorming is die we hebben gevonden in deze zeer vijandige omgeving, ' zei Yusef Zadeh.

Het team van onderzoekers identificeerde deze protosterren door de klassieke "dubbele lobben" van materiaal te zien die elk van hen ondersteunen. Deze kosmische zandloperachtige vormen duiden op de vroege stadia van stervorming. Moleculen, zoals koolmonoxide (CO), in deze lobben gloeien helder in millimetergolflengtelicht, die ALMA met opmerkelijke precisie en gevoeligheid kan waarnemen.

Protosterren ontstaan ​​uit interstellaire wolken van stof en gas. Dichte hoeveelheden materiaal in deze wolken bezwijken onder hun eigen zwaartekracht en groeien door de ophoping van steeds meer stervormend gas uit hun moederwolken. Een deel van dit invallende materiaal, echter, haalt het nooit op het oppervlak van de ster. In plaats daarvan, het wordt uitgeworpen als een paar hogesnelheidsstralen vanaf de noord- en zuidpool van de protoster. Extreem turbulente omgevingen kunnen de normale optocht van materiaal op een protoster verstoren, terwijl intense straling - van massieve nabije sterren en superzware zwarte gaten - de moederwolk kan wegblazen, de vorming van alle behalve de meest massieve sterren tegenwerken.

Het galactische centrum van de Melkweg, met zijn 4 miljoen zonsmassa zwart gat, ligt ongeveer 26, 000 lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter. Grote hoeveelheden interstellair stof verduisteren deze regio, verbergen voor optische telescopen. Radio golven, inclusief het millimeter- en submillimeterlicht dat ALMA ziet, dit stof kunnen doordringen, radioastronomen een duidelijker beeld geven van de dynamiek en inhoud van deze vijandige omgeving.

Eerdere ALMA-waarnemingen van de regio rond Sgr A* door Yusef-Zadeh en zijn team onthulden meerdere massieve babysterren die naar schatting ongeveer 6 miljoen jaar oud zijn. Deze objecten, bekend als proplyds, komen vaak voor in rustigere stervormingsgebieden, zoals de Orionnevel. Hoewel het galactische centrum een ​​uitdagende omgeving is voor stervorming, het is mogelijk dat bijzonder dichte kernen van waterstofgas de noodzakelijke drempel overschrijden en nieuwe sterren smeden.

De nieuwe ALMA-waarnemingen, echter, onthulde nog iets opmerkelijks, tekenen dat zich elf protosterren met een lage massa vormen binnen 1 parsec – amper 3 lichtjaar – van het centrale zwarte gat van de melkweg. Yusef-Zadeh en zijn team gebruikten ALMA om te bevestigen dat de overdrachtssnelheden van massa's en impulsen - het vermogen van de protosterstralen om door omringend interstellair materiaal te ploegen - consistent zijn met jonge protosterren die overal in de schijf van onze melkweg worden aangetroffen.

"Deze ontdekking levert bewijs dat stervorming plaatsvindt in wolken die verrassend dicht bij Sagittarius A* liggen, " zei Al Wootten van het National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville, Virginia, en co-auteur van het papier. "Hoewel deze omstandigheden verre van ideaal zijn, we kunnen ons verschillende wegen voorstellen om deze sterren te laten verschijnen."

Om dit te laten gebeuren, krachten van buitenaf zouden de gaswolken nabij het centrum van onze melkweg moeten samendrukken om de gewelddadige aard van de regio te overwinnen en de zwaartekracht het over te laten nemen en sterren te vormen. De astronomen speculeren dat gaswolken met hoge snelheid kunnen helpen bij de vorming van sterren terwijl ze zich een weg banen door het interstellaire medium. Het is ook mogelijk dat jets van het zwarte gat zelf in de omringende gaswolken ploegen, materiaal comprimeren en deze uitbarsting van stervorming veroorzaken.

"De volgende stap is om nauwkeuriger te kijken om te bevestigen dat deze nieuw gevormde sterren in een baan om de aarde draaien door schijven van stoffig gas, " concludeerde Mark Wardle, een astronoom aan de Macquarie University in Sydney, Australië, en co-onderzoeker in het team. "Als, het is waarschijnlijk dat er uiteindelijk planeten zullen ontstaan ​​uit dit materiaal, zoals het geval is voor jonge sterren in de galactische schijf."