Sterren worden geboren in dichte wolken van moleculair waterstofgas die de interstellaire ruimte van de meeste sterrenstelsels doordringen. Hoewel de fysica van stervorming complex is, de afgelopen jaren is er aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het begrijpen hoe sterren zich vormen in een galactische omgeving. Wat bepaalt uiteindelijk het niveau van stervorming in sterrenstelsels, echter, blijft een open vraag.

In principe, twee hoofdfactoren zijn van invloed op de activiteit van stervorming:de hoeveelheid moleculair gas die aanwezig is in sterrenstelsels en de tijdschaal waarover het gasreservoir is uitgeput door het in sterren om te zetten. Terwijl de gasmassa van sterrenstelsels wordt gereguleerd door een competitie tussen gasinstromen, uitstroom en consumptie, de fysica van de gas-naar-ster-conversie is momenteel niet goed begrepen. Gezien zijn potentieel cruciale rol, er zijn veel inspanningen geleverd om de tijdschaal voor gasuitputting observationeel te bepalen. Echter, deze inspanningen resulteerden in tegenstrijdige bevindingen, deels vanwege de uitdaging om gasmassa's betrouwbaar te meten, gegeven de huidige detectielimieten.

Typische stervorming is gekoppeld aan het totale gasreservoir

De huidige studie van het Institute for Computational Science van de Universiteit van Zürich gebruikt een nieuwe statistische methode op basis van Bayesiaanse modellering om sterrenstelsels met niet-gedetecteerde hoeveelheden moleculaire of atomaire waterstof correct te verklaren om de waarnemingsbias te minimaliseren. Deze nieuwe analyse laat zien dat, in typische stervormende sterrenstelsels, moleculaire en atomaire waterstof worden omgezet in sterren over ongeveer constante tijdschalen van 1 en 10 miljard jaar, respectievelijk. Echter, extreem actieve sterrenstelsels ('starbursts') blijken veel kortere gasdepletietijden te hebben. "Deze bevindingen suggereren dat stervorming inderdaad direct verband houdt met het algemene gasreservoir en dus wordt bepaald door de snelheid waarmee gas een melkwegstelsel binnenkomt of verlaat, " zegt Robert Feldmann, hoogleraar aan het Centrum voor Theoretische Astrofysica en Kosmologie. In tegenstelling tot, de dramatisch hogere stervormingsactiviteit van starbursts heeft waarschijnlijk een andere fysieke oorsprong, zoals interacties tussen sterrenstelsels of instabiliteiten in galactische schijven.

Deze analyse is gebaseerd op waarnemingsgegevens van nabije sterrenstelsels. Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, de Square Kilometre Array en andere observatoria beloven het gasgehalte van grote aantallen sterrenstelsels in de kosmische geschiedenis te onderzoeken. Het zal van het grootste belang zijn om de ontwikkeling van statistische en datawetenschappelijke methoden voort te zetten om de fysieke inhoud van deze nieuwe waarnemingen nauwkeurig te extraheren en de mysteries van stervorming in sterrenstelsels volledig te ontrafelen.