Een internationaal onderzoeksteam met deelname van het Max Planck Instituut voor Astronomie (MPIA) heeft een zich voortplantende hittegolf gedetecteerd nabij een massieve protoster. Het bevestigt het scenario dat dergelijke objecten in bursts groeien. Deze golf werd zichtbaar door het observeren van natuurlijk gegenereerde microgolflasers, waarvan de ruimtelijke ordening onverwacht snel veranderde.

Hoewel de basisprincipes van stervorming over het algemeen goed worden begrepen, het bestaan ​​van massieve sterren is nog steeds een raadsel in sommige details. Door de enorme zwaartekracht in een massieve protoster, kernfusie begint terwijl het nog groeit. Verdere groei wordt bemoeilijkt door de stralingsdruk van de jonge ster. Om deze weerstand te overwinnen, de aanwas van materiaal van een circumstellaire schijf kan plaatsvinden in fasen van enkele grote pakketten. Tijdens dit proces neemt de helderheid gedurende een korte tijd sterk toe. Echter, dergelijke fluctuaties zijn moeilijk waar te nemen omdat protosterren diep zijn ingebed in dichte wolken.

Een internationaal netwerk van astronomen, de Maser Monitoring Organisatie (M2O), waarbij het Max Planck Instituut voor Sterrenkunde (MPIA) betrokken is, heeft nu een hittegolf gedetecteerd die zich voortplant in de buurt van de massieve protoster G358-MM1 door observaties met verschillende radiotelescopen. Latere waarnemingen hebben bevestigd dat het werd veroorzaakt door een tijdelijke toename van de aanwasactiviteit.

De hittegolf werd onthuld door de activiteit van masers. Masers zijn het equivalent van lasers, die, echter, microgolfstraling - of radiogolven - uitzenden in plaats van zichtbaar licht. Ze komen voor in massieve stervormingsgebieden als natuurlijke, zeer heldere en compacte stralingsbronnen. Zowel de relatief hoge temperaturen en dichtheden als de rijkdom aan complexe chemie in dergelijke omgevingen bevorderen hun vorming. In het onderhavige geval, het is methanol (methylalcohol) dat wordt geëxciteerd door de intense straling van de protoster en masers veroorzaakt.

De wetenschappers, die radio-interferometrische gegevens registreerde met een hoge ruimtelijke resolutie van 0,005 boogseconden (1 hoekgraad =3600 boogseconden) met tussenpozen van enkele weken, ontdekte dat de masers zich naar buiten leken te verspreiden. Echter, de vastgestelde snelheid tot 8% van de lichtsnelheid was te hoog om verenigbaar te zijn met de beweging van gas. In plaats daarvan, astronomen concludeerden dat een golf die het omringende medium doorkruiste, onderweg maser-activiteit veroorzaakte. Deze hittegolf vindt zijn oorsprong in de aanwas van gas op de protoster.

"De M2O-waarnemingen zijn een van de eersten die gedetailleerd bewijs leveren van de onmiddellijke effecten van een accretie-uitbarsting in een massieve protoster in voldoende detail om de episodische accretietheorie van massieve stervorming te ondersteunen, " legt Ross Burns van de National Astronomical Observatory of Japan uit, die de onderzoeksgroep leidt.

Hendrik Linz van MPIA voegt toe:"Het zou erg ingewikkeld zijn om de werkelijke hittegolf direct in het thermische infrarood waar te nemen. Als sterke stralingsbronnen in een gemakkelijk toegankelijk golflengtebereik, masers zijn uitstekende observatie-instrumenten om indirect de passage van een dergelijke hittegolf op kleine ruimtelijke schalen te volgen, en dus op korte tijdschalen na een uitbarsting."

De partners in het M2O-project zullen masers in veel stervormingsregio's blijven volgen om meer te weten te komen over de groei van massieve protosterren.