Astronomen observeren stervormingsgebieden in onze melkweg met NASA's vliegende telescoop, het Stratosferische Observatorium voor Infraroodastronomie, SOFIA, om de processen en omgevingen te begrijpen die nodig zijn om de grootste bekende sterren te creëren, die de weegschaal doen kantelen met tien keer de massa van onze eigen zon of meer.

Het onderzoeksteam, onder leiding van James M. De Buizer, SOFIA senior wetenschapper en Jonathan Tan aan de Chalmers University of Technology, Göteborg, Zweden en de Universiteit van Virginia, heeft waarnemingen gepubliceerd van acht extreem zware en jonge sterren die zich in ons Melkwegstelsel bevinden. SOFIA's krachtige camera, de Faint Object infraroodcamera voor de SOFIA-telescoop, bekend als FORCAST, stelde het team in staat om warm te sonderen, stoffige gebieden die worden verwarmd door licht van lichtgevende, massieve sterren die zich nog aan het vormen zijn. SOFIA's locatie in de lucht, vliegen boven meer dan 99 procent van de infrarood-blokkerende waterdamp van de aarde in combinatie met zijn krachtige instrumenten, het het enige observatorium maken dat de sterren op de golflengten kan bestuderen, gevoeligheid, en resolutie die nodig is om in de dichte stofwolken te kijken waaruit deze sterren zijn geboren.

Het onderzoek maakt deel uit van de lopende SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Survey door Tan en zijn medewerkers. Als onderdeel van dit onderzoek, ze bestuderen een groot aantal pasgeboren sterren, bekend als "protosterren, " die verschillende massa's hebben, bevinden zich in verschillende evolutionaire stadia, en binnen verschillende omgevingen. Het team hoopt inzicht te krijgen in het algemene proces van de vorming van massieve sterren en te helpen bij het testen en verfijnen van nieuwe theoretische modellen van stervorming.

Massieve sterren eindigen hun leven in gewelddadige supernova-explosies, het verdrijven van de elementen in hun centra in het interstellaire medium. Over miljoenen of miljarden jaren, deze elementen worden gerecycled tot nieuw gevormde sterren en hun zonnestelsels.

"Als er geen massieve sterren waren, we zouden niet de essentiële elementen hebben die nodig zijn om ons zonnestelsel te creëren, onze planeet, of zelfs de basisbouwstenen die nodig zijn voor het leven, ", zegt De Buizer. "Het is niet duidelijk of massieve sterren zich in een vergelijkbare omgeving vormen, of zelfs op dezelfde manier, zoals onze zon werd gevormd. Dat is de reden waarom we massieve sterren bestuderen, en hun geboorteprocessen."

Er is geen wetenschappelijke consensus over het mechanisme dat verantwoordelijk is voor het ontstaan ​​van massieve sterren. Dit SOMA-onderzoek onthult dat massale stervorming gepaard gaat met de lancering van krachtige, gemagnetiseerde winden die van boven en onder een wervelende schijf van gas stromen die de groeiende ster voedt. Deze winden blazen holten door de dichte, stoffige wolk, waardoor onderzoekers duidelijker in de sterrenkraamkamer konden kijken. Door te meten hoeveel licht er bij verschillende golflengten uit deze holtes ontsnapt, onderzoekers kunnen leren over de structuur van protosterren en kunnen verschillende theoretische modellen van hun vorming testen.

"Het begrijpen van het geboorteproces van massieve sterren is een van de belangrijkste onopgeloste problemen van de moderne astrofysica, aangezien deze sterren zo invloedrijk zijn in ons melkwegstelsel en daarbuiten", zegt Tan. "Het unieke vermogen van de SOFIA-telescoop om te zien op infrarode golflengten - golflengten die 100 keer langer zijn dan die van zichtbaar licht - is cruciaal voor de voortgang van dit onderzoek, omdat dit het deel van het spectrum is waar de sterren het grootste deel van hun energie uitstralen."

De eerste SOMA-studie werd gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift in 2017. De waarnemingen in de SOMA-studie zullen in de zomer van 2018 aan boord van SOFIA worden voortgezet, met plannen om ongeveer vijftig regio's van massieve stervorming in onze melkweg te observeren.

"Onze recente en komende waarnemingen zullen een monster opleveren dat groot genoeg is om de algemene principes te ontdekken van hoe massieve sterren worden geboren, " zei Tan.