Een team van astronomen die de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruiken, heeft de eerste telling van moleculaire wolken in het nabije heelal voltooid. waaruit blijkt dat, in tegenstelling tot eerdere wetenschappelijke opinies, deze sterrenkraamkamers zien er niet allemaal hetzelfde uit en gedragen zich hetzelfde. In feite, ze zijn net zo divers als de mensen, huizen, buurten en regio's die onze eigen wereld vormen.

Sterren worden gevormd uit wolken van stof en gas die moleculaire wolken worden genoemd. of sterrenkwekerijen. Elke stellaire kraamkamer in het universum kan tijdens zijn leven duizenden of zelfs tienduizenden nieuwe sterren vormen. Tussen 2013 en 2019, astronomen van het PHANGS-project (Physics at High Angular Resolution in Near GalaxieS) voerden het eerste systematische onderzoek uit van 100, 000 stellaire kraamkamers in 90 sterrenstelsels in het nabije heelal om een ​​beter begrip te krijgen van hoe ze zich verbinden met hun moederstelsels.

"Vroeger dachten we dat alle stellaire kraamkamers in elk sterrenstelsel er min of meer hetzelfde uit moesten zien, maar dit onderzoek heeft uitgewezen dat dit niet het geval is, en sterrenkraamkamers veranderen van plaats tot plaats, " zei Adam Leroy, universitair hoofddocent astronomie aan de Ohio State University (OSU), en hoofdauteur van het artikel waarin de PHANGS ALMA-enquête wordt gepresenteerd. "Dit is de eerste keer dat we ooit millimetergolffoto's hebben gemaakt van veel nabije sterrenstelsels die dezelfde scherpte en kwaliteit hebben als optische foto's. En terwijl optische foto's ons licht van sterren laten zien, deze baanbrekende nieuwe beelden laten ons de moleculaire wolken zien die deze sterren vormen."

De wetenschappers vergeleken deze veranderingen met de manier waarop mensen, huizen, buurten en steden vertonen gelijkaardige kenmerken, maar veranderen van regio tot regio en van land tot land.

"Om te begrijpen hoe sterren ontstaan, we moeten de geboorte van een enkele ster terug koppelen aan zijn plaats in het universum. Het is alsof je een persoon aan zijn huis koppelt, buurt, stad en regio. Als een sterrenstelsel een stad vertegenwoordigt, dan is de buurt de spiraalarm, het huis de stervormende eenheid, en nabijgelegen sterrenstelsels zijn naburige steden in de regio, " zei Eva Schinnerer, een astronoom aan het Max Planck Instituut voor Astronomie (MPIA) en hoofdonderzoeker van de PHANGS-samenwerking "Deze waarnemingen hebben ons geleerd dat de 'buurt' kleine maar uitgesproken effecten heeft op waar en hoeveel sterren worden geboren."

Om stervorming in verschillende soorten sterrenstelsels beter te begrijpen, het team observeerde overeenkomsten en verschillen in de moleculaire gaseigenschappen en stervormingsprocessen van sterrenstelsels, stellaire bars, spiraalarmen, en melkwegcentra. Ze bevestigden dat de locatie, of buurt, speelt een cruciale rol bij stervorming.

"Door verschillende soorten sterrenstelsels en de uiteenlopende omgevingen die binnen sterrenstelsels bestaan ​​in kaart te brengen, we volgen het hele scala van omstandigheden waaronder stervormende gaswolken in het huidige heelal leven. Dit stelt ons in staat om de impact te meten die veel variabelen hebben op de manier waarop stervorming plaatsvindt, " zei Guillermo Blanc, een astronoom aan het Carnegie Institution for Science, en een co-auteur op het papier.

"Hoe sterren worden gevormd, en hoe hun melkwegstelsel dat proces beïnvloedt, zijn fundamentele aspecten van astrofysica, " zei Joseph Pesce, Programmamedewerker van de National Science Foundation voor NRAO/ALMA. "Het PHANGS-project maakt gebruik van de voortreffelijke waarnemingskracht van het ALMA-observatorium en heeft op een nieuwe en andere manier opmerkelijk inzicht gegeven in het verhaal van stervorming."

Annie Hughes, een astronoom bij L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), voegde eraan toe dat dit de eerste keer is dat wetenschappers een momentopname hebben van hoe stervormende wolken er echt uitzien in zo'n breed scala van verschillende sterrenstelsels. "We ontdekten dat de eigenschappen van stervormende wolken afhangen van waar ze zich bevinden:wolken in de dichte centrale gebieden van sterrenstelsels hebben de neiging om massiever te zijn, dichter, en turbulenter dan wolken die zich in de stille buitenwijken van een melkwegstelsel bevinden. De levenscyclus van wolken is ook afhankelijk van hun omgeving. Hoe snel een wolk sterren vormt en het proces dat de wolk uiteindelijk vernietigt, lijken beide af te hangen van waar de wolk leeft."

Dit is niet de eerste keer dat sterrenkraamkamers in andere sterrenstelsels zijn waargenomen met behulp van ALMA, maar bijna alle eerdere studies waren gericht op individuele sterrenstelsels of een deel ervan. Over een periode van vijf jaar, PHANGS verzamelde een volledig beeld van de nabijgelegen populatie sterrenstelsels. "Het PHANGS-project is een nieuwe vorm van kosmische cartografie waarmee we de diversiteit van sterrenstelsels in een nieuw licht kunnen zien, letterlijk. We zien eindelijk de diversiteit van stervormend gas in veel sterrenstelsels en zijn in staat te begrijpen hoe ze in de loop van de tijd veranderen. Het was onmogelijk om deze gedetailleerde kaarten te maken vóór ALMA, " zei Erik Rosolowsky, Universitair hoofddocent natuurkunde aan de Universiteit van Alberta, en een co-auteur van het onderzoek. "Deze nieuwe atlas bevat 90 van de beste kaarten die ooit zijn gemaakt die onthullen waar de volgende generatie sterren zal worden gevormd."

Voor het team, de nieuwe atlas betekent niet het einde van de weg. Hoewel de enquête vragen heeft beantwoord over wat en waar, het heeft anderen opgevoed. "Dit is de eerste keer dat we een duidelijk beeld hebben gekregen van de populatie van stellaire kraamkamers in het hele nabijgelegen universum. In die zin is het is een grote stap om te begrijpen waar we vandaan komen, "zei Leroy. "Hoewel we nu weten dat sterrenkraamkamers van plaats tot plaats verschillen, we weten nog steeds niet waarom of hoe deze variaties de gevormde sterren en planeten beïnvloeden. Dit zijn vragen die we in de nabije toekomst hopen te beantwoorden."

Tien papers die de resultaten van de PHANGS-enquête beschrijven, worden deze week gepresenteerd op de 238e bijeenkomst van de American Astronomical Society.