science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Twee kosmische pauwen tonen gewelddadige geschiedenis van de magelhaense wolken

ALMA-beelden van twee moleculaire wolken:N159E-Papillonnevel (links) en N159W Zuid (rechts). Rood en groen tonen de distributies van moleculair gas met verschillende snelheden, in kaart gebracht door 13CO-emissies. Het blauwe gebied in de N159E-Papillonnevel toont het geïoniseerde waterstofgas dat is waargenomen met de Hubble-ruimtetelescoop. Het blauwe deel in N159W Zuid toont de emissies van stofdeeltjes verkregen met ALMA. Credit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Fukui et al./Tokuda et al./NASA-ESA Hubble-ruimtetelescoop

Twee pauwvormige gaswolken werden onthuld in de Grote Magelhaense Wolk (LMC) door waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Een team van astronomen heeft verschillende massieve babysterren gevonden in de complexe draadvormige wolken, wat goed overeenkomt met computersimulaties van gigantische botsingen van gaswolken. De onderzoekers interpreteren dit als een teken dat de filamenten en jonge sterren een veelbetekenend bewijs zijn van gewelddadige interacties tussen de LMC en de Small Magellanic Cloud (SMC) 200 miljoen jaar geleden.

Astronomen weten dat sterren worden gevormd in instortende wolken in de ruimte. Echter, de vormingsprocessen van reuzensterren, 10 keer of zwaarder dan de zon, worden niet goed begrepen omdat het moeilijk is om zo'n grote hoeveelheid materiaal in een klein gebied te verpakken. Sommige onderzoekers suggereren dat interacties tussen sterrenstelsels een perfecte omgeving bieden voor massieve stervorming. Door de enorme zwaartekracht wolken in de sterrenstelsels worden geroerd, uitgerekt, en botsen vaak met elkaar. Een enorme hoeveelheid gas wordt samengeperst in een ongewoon klein gebied, die de zaden van massieve sterren zouden kunnen vormen.

Een onderzoeksteam gebruikte ALMA om de structuur van dicht gas in N159 te bestuderen, een bruisend stervormingsgebied in het LMC. Dankzij de hoge resolutie van ALMA, het team kreeg een gedetailleerde kaart van de wolken in twee subregio's, N159E-Papillonnevel en N159W Zuid.

interessant, de wolkenstructuren in de twee regio's lijken erg op elkaar:waaiervormige gasfilamenten die zich naar het noorden uitstrekken met de draaipunten in de meest zuidelijke punten. De ALMA-waarnemingen vonden ook verschillende massieve babysterren in de filamenten in de twee regio's.

Artistieke impressie van het vormingsproces van pauwvormige wolken. Na de botsing van twee wolken (links), gecompliceerde draadvormige structuren met een spil in de bodem worden gevormd in het grensgebied (midden), en een massieve ster wordt gevormd in het dichte deel met het geïoniseerde gebied in blauw weergegeven (rechts). Krediet:NAOJ

"Het is onnatuurlijk dat in twee gebieden die 150 lichtjaar van elkaar zijn gescheiden, wolken met soortgelijke vormen werden gevormd en dat de leeftijden van de babysterren vergelijkbaar zijn, " zegt Kazuki Tokuda, een onderzoeker aan de Osaka Prefecture University en het National Astronomical Observatory of Japan. "Er moet een gemeenschappelijke oorzaak zijn voor deze kenmerken. Interactie tussen de LMC en SMC is een goede kandidaat."

in 2017, Yasuo Fukui, een professor aan de Nagoya University en zijn team onthulden de beweging van waterstofgas in de LMC en ontdekten dat een gasvormige component direct naast N159 een andere snelheid heeft dan de rest van de wolken. Ze suggereerden een hypothese dat de starburst wordt veroorzaakt door een enorme gasstroom van de SMC naar de LMC, en dat deze stroom is ontstaan ​​door een nauwe ontmoeting tussen de twee sterrenstelsels 200 miljoen jaar geleden.

Computersimulatiefilm van een botsing van twee gaswolken door Tsuyoshi Inoue (Nagoya University). Na de botsing worden tegelijkertijd een aantal draadstructuren gevormd. Deze simulatie werd uitgevoerd door de supercomputer "ATERUI" die wordt beheerd door de National Astronomical Observatory of Japan. Krediet:NAOJ/Inoue et al.

Het paar pauwvormige wolken in de twee regio's dat door ALMA is onthuld, past goed bij deze hypothese. Computersimulaties laten zien dat in korte tijd veel draadstructuren worden gevormd na een botsing van twee wolken, die ook dit idee ondersteunt.

"Voor de eerste keer, hebben we in zeer scherp detail een verband ontdekt tussen massieve stervorming en interacties met sterrenstelsels, " zegt Fukui, de hoofdauteur van een van de onderzoekspapers. "Dit is een belangrijke stap in het begrijpen van het vormingsproces van massieve sterclusters waarin interacties tussen sterrenstelsels een grote impact hebben."