ALMA zoomt in op stervormingsgebieden buiten onze Melkweg
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Andreas Schruba (MPE), heeft de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruikt om in te zoomen op stervormingsgebieden in het nabije sterrenstelsel NGC 6822.
De nieuwe ALMA-waarnemingen geven een dermate gedetailleerd beeld van de structuur van sterren-vormende gaswolken, dat het mogelijk is om deze te vergelijken met soortgelijke gebieden in ons eigen sterrenstelsel. De onderzoekers, onder wie Ewine van Dishoeck van de Sterrewacht Leiden, wijzen erop dat de fysica van de stervorming in lichte, maagdelijke sterrenstelsels – de bouwstenen van grotere stelsels – gelijk is aan die in onze eigen Melkweg. Het onderzoek is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal.
Reusachtige gaswolken
Waarnemingen in de Melkweg hebben laten zien dat sterren ontstaan in de dichte kernen van reusachtige gaswolken, waar het gas temperaturen kan bereiken die laag genoeg zijn om de wolk onder invloed van zijn eigen zwaartekracht te doen samentrekken. Dezelfde omstandigheden stimuleren de vorming van moleculen die onmisbaar zijn voor het kunnen opsporen van gas in sterrenstelsels.
Maagdelijke omstandigheden
Tot nu toe was het niet gelukt om afzonderlijke stervormingsgebieden buiten de Melkweg op te sporen. Andere sterrenstelsels zijn veel verder weg, waardoor ze veel kleiner lijken. Daarbij komt nog dat de stelsels die zich het dichtst bij de Melkweg bevinden maar weinig massa hebben en in een traag tempo nieuwe sterren vormen, wat de verrijking van hun gasvoorraad met zware elementen beperkt en de waarnemingen verder bemoeilijkt. Deze maagdelijke omstandigheden resulteren niet alleen in een gebrek aan moleculen, maar mogelijk ook in een omgeving waar zich minder makkelijk koud gas vormt, wat de vorming van sterren veel moeilijker maakt.
NGC 6822
ALMA heeft deze observationele beperking overwonnen door opnamen te maken die twee ordes van grootte scherper zijn dan doorgaans het geval is. Doelwit was het nabije, lichte sterrenstelsel NGC 6822, een klein sterrenstelsel op een afstand van 1,5 miljoen lichtjaar dat 500 keer zo weinig massa heeft als de Melkweg. De beelden van de stervormingsgebieden laten een overvloed aan kleine, dichte kernen zien, waarbij alleen de meest compacte exemplaren sporen van moleculen vertonen. Deze zijn veel minder omvangrijk dan stervormingsgebieden in onze Melkweg, zoals de Orionwolk.
Frappant
'De uiterlijke verschillen tussen de sterren-vormende gaswolken in NGC 6822 en die in onze Melkweg is frappant,' merkt Andreas Schruba, die vanuit het MPE leiding gaf aan het onderzoeksteam, op. 'De waargenomen moleculen zijn alleen te vinden in zeer kleine, dichte kernen, wat verklaart waarom ze bij eerdere waarnemingen vaak onopgemerkt bleven.'
Hoge spectrale resolutie
De hoge spectrale resolutie van ALMA leverde nog een tweede belangrijke ontdekking op. Geheel onverwacht blijken de dichte gaskernen, ondanks de verschillende verdeling van moleculen, dezelfde kinematica te vertonen als structuren van vergelijkbare afmetingen in onze Melkweg. 'Uit de breedte van de moleculaire lijnen kunnen we de kinematische eigenschappen van het gas in deze kernen afleiden,” legt coauteur Ewine van Dishoeck uit. “Dat is het sterkste observationele bewijs tot nu toe dat de fysica van het stervormingsproces in deze lichte sterrenstelsels op die in onze Melkweg lijkt.'
Melkweg
Deze waarnemingen dragen daarmee belangrijk bij aan een beter begrip van de vorming van sterren in lichte sterrenstelsels, die de bouwstenen zijn van zwaardere sterrenstelsels zoals de Melkweg. Ze kunnen als voorbeeld dienen voor de interpretatie van de minder detailrijke waarnemingen van verder weg staande sterrenstelsels.