Terwijl ze de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruikten om grote stervormingsgebieden in de Grote Magelhaense Wolk (LMC) te observeren, ontdekten wetenschappers een turbulente push-and-pull-dynamiek in het stervormingsgebied, 30 Doradus. Waarnemingen onthulden dat, ondanks intense stellaire feedback, de zwaartekracht de moleculaire wolk vormgeeft, en tegen wetenschappelijke verwachtingen in, de voortdurende vorming van jonge, massieve sterren aanstuurt. De waarnemingen werden vandaag gepresenteerd tijdens een persconferentie op de 240e bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Pasadena, Californië, en zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal (ApJ ).

30 Doradus is een groot stervormingsgebied naast de Melkweg - op slechts 170.000 lichtjaar afstand - in het hart van de beroemde Tarantulanevel van de Grote Magelhaanse Wolk. Het is de thuisbasis van de meest massieve sterrencluster in de kosmische omgeving en vormt een perfect doelwit voor wetenschappers die de geboorte en evolutie van sterren willen begrijpen. In het hart van 30 Doradus ligt een sprankelende sterrenkraamkamer die getuige is geweest van de geboorte van meer dan 800.000 sterren en protosterren, waaronder een half miljoen hete, jonge en massieve sterren. Het gebied is interessant voor astronomen die stervorming en galactische evolutie bestuderen vanwege de aanhoudende effecten van zwaartekracht en stellaire feedback - enorme energie die door jonge en massieve sterren terug in het gebied wordt vrijgegeven en de stervorming kan vertragen - die met elkaar concurreren om te beheren stervormingssnelheden.

Nieuwe waarnemingen van 30 Doradus werden gedaan met behulp van de zeer gevoelige Band 6-ontvangers op ALMA, een observatorium dat wordt samengewerkt door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) van de Amerikaanse National Science Foundation, en leidden tot een verrassende onthulling over de moleculaire wolk. "Sterren worden gevormd wanneer dichte gaswolken de aantrekkingskracht van de zwaartekracht niet meer kunnen weerstaan. Onze nieuwe waarnemingen onthullen duidelijk bewijs dat de zwaartekracht de dikste delen van de wolken vormt, terwijl ze ook veel wolkenfragmenten met een lagere dichtheid onthullen die te turbulent zijn om door de zwaartekracht te worden veel invloed uitoefenen", zegt Tony Wong, een professor aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign en de hoofdauteur van het nieuwe onderzoek. "We verwachtten dat de delen van de wolk die zich het dichtst bij de jonge, massieve sterren bevinden de duidelijkste tekenen van zwaartekracht zouden vertonen die overweldigd worden door feedback, en als gevolg daarvan een lagere stervormingssnelheid. In plaats daarvan bevestigden deze waarnemingen dat zelfs in een regio met extreem actieve feedback, is de aanwezigheid van de zwaartekracht nog steeds sterk voelbaar en zal de stervorming waarschijnlijk doorgaan."

Om een ​​duidelijker beeld te krijgen van wat er gebeurde in 30 Doradus, verdeelde het team de cloud in klonten om te meten hoe het ene deel van de cloud verschilt van het andere. Aangezien sterren zich doorgaans vormen in de dichtste delen van moleculaire wolken, was het van cruciaal belang om onderscheid te maken tussen de minder dichte en meer dichte klonten om een ​​duidelijk begrip te krijgen van wat er in 30 Doradus gebeurt. De nieuwe benadering onthulde een patroon. "Vroeger dachten we aan interstellaire gaswolken als gezwollen of ronde structuren, maar het wordt steeds duidelijker dat ze koordachtig of draadvormig zijn", zei Wong. "Toen we de wolk in klonten verdeelden om verschillen in dichtheid te meten, zagen we dat de dichtste klonten niet willekeurig zijn geplaatst, maar zeer georganiseerd op deze filamenten. De filamenten zelf lijken te worden gevormd door de zwaartekracht, dus zijn waarschijnlijk een belangrijke stap in het proces van stervorming."

In tegenstelling tot de Melkweg, die een relatief langzame en gestage stervormingssnelheid van ruwweg zeven sterren - of het equivalent van vier zonsmassa's - per jaar ervaart, ondergaan 30 Doradus' thuismelkweg, de LMC, en zijn stervormingsgebieden een "boom" en bust"-cycli, wat vaak resulteert in perioden van intensieve stervorming. Het team hoopt dat de nieuwe bevindingen, evenals aanvullend toekomstig onderzoek, licht zullen werpen op de verschillen tussen de Melkweg en andere, meer actieve stervormende sterrenstelsels, inclusief hoe de concurrentie tussen zwaartekracht en feedback moleculaire wolken vormt en de geboorte van sterren beïnvloedt tarieven.

Remy Indebetouw, een astronoom bij NRAO en een co-auteur van het onderzoek, zei:"30 Doradus bevat de dichtstbijzijnde massieve stellaire cluster naar de aarde. Clusters zoals deze kunnen fungeren als bommen in sterrenstelsels, gas uitblazen en zelfs hun lange termijn veranderen. We willen in detail begrijpen hoe moleculaire wolken in sterren veranderen:hoe lang duurt het, hoe snel beginnen nieuw gevormde sterren hun geboortewolk te beïnvloeden, en over welke afstanden, dingen die momenteel niet goed worden begrepen. clusters zullen ons een stap dichter bij een antwoord brengen."

Wong voegde eraan toe dat de waarnemingen zowel wetenschappers helpen de brede wetenschappelijke implicaties van stervorming te begrijpen als de geschiedenis en toekomst van sterrenstelsels te onthullen. "Een van de grootste mysteries van de astronomie is waarom we tegenwoordig getuige kunnen zijn van de vorming van sterren. Waarom is niet al het beschikbare gas lang geleden in een enorme vuurwerkshow ingestort? Wat we nu leren, kan ons helpen een licht te laten schijnen over wat er diep in moleculaire wolken gebeurt, zodat we beter kunnen begrijpen hoe sterrenstelsels in de loop van de tijd stervorming ondersteunen." + Verder verkennen

Afbeelding:nevel produceert massieve sterren in nieuwe Hubble-afbeelding