science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Sterren maken toen het heelal half zo oud was

Het Hubble Ultra Deep Field van sterrenstelsels. Een nieuwe studie van de stervormingsactiviteit in 179 van de sterrenstelsels in deze afbeelding, waaronder veel van ongeveer zes miljard jaar geleden, bevestigt een eerder raadselachtig resultaat:sterrenstelsels met een lagere massa hebben de neiging om sterren iets langzamer te maken dan verwacht. Krediet:NASA, ESA, en S. Beckwith (STScI) en het HUDF-team

Het heelal is ongeveer 13,8 miljard jaar oud, en zijn sterren zijn misschien wel het meest gedenkwaardige handwerk. Astronomen die de fijne kneepjes van stervorming in de kosmische tijd bestuderen, proberen te begrijpen of sterren en de processen die ze produceren hetzelfde waren toen het universum jonger was, ongeveer de helft van zijn huidige leeftijd. Ze weten al dat drie tot zes miljard jaar na de oerknal sterren werden gemaakt met een snelheid die ongeveer tien keer sneller was dan nu. Hoe dit gebeurde, en waarom, zijn enkele van de belangrijkste vragen die worden gesteld voor het komende decennium van onderzoek.

Aangenomen wordt dat stervorming in een sterrenstelsel wordt veroorzaakt door de aanwas van gas uit het intergalactische medium (aangenomen wordt dat gasaanwas via fusies tussen sterrenstelsels een relatief kleine rol speelt in het totale aantal geproduceerde sterren). In sterrenstelsels die actief sterren maken, is er een nauw verband tussen hun massa in sterren en de snelheid waarmee ze nieuwe sterren vormen, en deze relatie geldt ongeveer niet alleen lokaal, maar zelfs in de tijd dat het universum miljarden jaren jonger was. In tegenstelling tot, sterrenstelsels die een actieve starburst ondergaan - of het tegenovergestelde, het uitdoven van stervorming - vallen respectievelijk boven en onder die relatie. De relatie ondersteunt het algemene beeld van de groei van sterrenstelsels door gasaanwas, behalve dat om de een of andere reden kleinere sterrenstelsels - die met minder dan ongeveer tien miljard sterren - minder sterren lijken te maken dan verwacht voor hun massa (de Melkweg zit precies op de omzet, met ongeveer tien miljard sterren en een snelheid van ongeveer één nieuwe ster per jaar). Een bijzonder belangrijk gevolg van deze schaarste, als het echt is, is dat simulaties van de groei van sterrenstelsels het niet laten zien, wat impliceert dat de simulaties onjuist zijn voor kleinere sterrenstelsels en dat er wat fysica ontbreekt.

CfA-astronoom Sandro Tacchella is lid van een team dat het Multi Unit Spectroscopic Explorer-instrument van de VLT (Very Large Telescope) heeft gebruikt om optische spectra van sterrenstelsels te verkrijgen in het beroemde Hubble Deep Field South-beeld van sterrenstelsels. Ze maten stellaire emissielijnen in 179 verre sterrenstelsels in het veld en gebruikten ze om het gedrag van stervorming te berekenen na correcties voor effecten zoals het uitsterven van stof (waardoor sommige optische lijnen zwakker kunnen lijken dan ze zijn). De ontdekking dat de puzzel van verarmde stervorming in kleine sterrenstelsels echt is op een niveau van ongeveer 5%, zelfs als rekening wordt gehouden met ruis en verstrooiing in de veroorzaakte gegevens, bijvoorbeeld, door melkwegevolutie-effecten. De auteurs suggereren dat een soort eerder niet-verantwoorde feedback verantwoordelijk kan zijn.