Wetenschap
Magnetische velden sturen de ineenstorting van de moleculaire wolken in de nucleaire ring van het sterrenstelsel NGC 1097. vorming van massieve sterren wordt onderdrukt in zones met een sterk magnetisch veld (contouren). Krediet:Gabriel Perez, SMM (IAC)
Het huidige kosmologische model om het heelal te verklaren, het "Big Bang"-model, heeft tot doel alle waarneembare verschijnselen te beschrijven, inclusief de evolutie van sterrenstelsels van de vroegste tijden tot heden. Een van de grootste problemen in het standaardmodel is dat het een veel te hoge stervormingssnelheid voorspelt. Al het stervormende materiaal in sterrenstelsels zou moeten zijn samengesmolten tot sterren toen het universum nog maar een fractie van zijn huidige leeftijd van 13,8 miljard jaar had. Echter, meer dan de helft van de sterrenstelsels die we zien, voornamelijk spiralen, vormen momenteel actief sterren. Deze discrepantie tussen theoretische voorspelling en observatie heeft onderzoekers gedwongen veel nauwkeuriger te kijken naar stervormings-uitdovingsprocessen die de snelheid van stervorming gedurende de levensduur van sterrenstelsels kunnen vertragen. Zonder deze afkoeling, het standaard Big Bang-model kan het universum zoals wij het kennen niet voorspellen.
Onderzoekers hebben een aantal mechanismen voor uitdoving voorgesteld, inclusief "feedback" van supernova's of actieve galactische kernen, die de stervormende wolken opbreekt en de stervormingssnelheid vermindert. Er is zojuist een ander mechanisme gerapporteerd in Natuurastronomie in een onderzoek onder leiding van Fatemeh Tabatabaei, onderzoeker van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). De studie vindt magnetische velden en kosmische straling die verantwoordelijk zijn voor de langzame vorming van massieve sterren.
Een gedetailleerde studie van de stervormingsparameters van het centrale gebied van het spiraalstelsel NGC 1097 onthulde dat de aanwezigheid van een relatief groot magnetisch veld als een uitdovingsmiddel werkt, druk uitoefenen in een gaswolk die de neiging om in te storten en sterren te vormen kan remmen. De onderzoekers hebben ook aangetoond dat dit mechanisme, in feite, werken rond het centrum van NGC 1097. Ze combineerden waarnemingen in het zichtbare en nabij-infrarood van de Hubble-ruimtetelescoop met radiowaarnemingen van de Very Large Array en de Submillimeter Array om het effect van turbulentie te onderzoeken, stellaire straling en magnetische velden op massieve stervorming in de nucleaire ring van de melkweg. Deze ring bevat een aantal verschillende zones waar sterren worden gevormd in enorme moleculaire wolkencomplexen. Het belangrijkste resultaat dat ze verkregen was een inverse relatie tussen de stervormingssnelheid in een bepaalde moleculaire wolk en het magnetische veld erin - hoe groter het veld, hoe langzamer de stervormingssnelheid.
"Om dit te doen, we hebben een specifieke scheiding gemaakt van het magnetische veld en zijn energie van andere energiebronnen in het interstellaire medium, welke zijn de thermische energie, en de algemene niet-thermische maar niet-magnetische energie, " legt Fatemeh Tabatabaei uit. "Alleen door de hoogwaardige waarnemingen op zeer verschillende golflengten te combineren, konden we dit doen en toen we deze energiebronnen van elkaar scheiden, was het effect van het magnetische veld verrassend duidelijk."
Almudena Prieto, een andere van de auteurs, zegt, "Hoewel ik al een tijdje aan de centrale zone van NGC 1097 op optische en infrarode golflengten werk, alleen wanneer we rekening hielden met het magnetische veld, konden we ons realiseren hoe belangrijk het is om de snelheid waarmee sterren worden gevormd te verminderen."
Dit resultaat heeft verschillende interessante gevolgen en werpt licht op verschillende soorten onderling verbonden astrofysische puzzels. Eerst, aangezien het magnetische veld niet toestaat dat zeer grote moleculaire wolken instorten en sterren vormen, stervorming kan alleen plaatsvinden nadat de wolken uiteenvallen in kleinere wolken. Dit betekent dat er in dit gebied een groter aantal sterren met een lage massa zal zijn dan in andere zones van de melkweg. De neiging van zeer massieve sterrenstelsels om een groot deel van de sterren met een lage massa in hun centra te bevatten, is een recente ontdekking. en is in sommige opzichten nog steeds controversieel, maar wordt versterkt door het werk dat hier wordt gerapporteerd. Ook interessant is het feit dat de aanwezigheid van superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels de neiging heeft om het nucleaire magnetische veld te versterken, zodat dit uitdovingsmechanisme het meest effectief zou zijn in de uitstulpingen van sterrenstelsels.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com