En galax där ett svart hål stoppar ny stjärnbildning

 

Bild GS-10578 https://www.cam.ac.uk  representerar en unik möjlighet att studera hur de största galaxerna i universum blev – och förblev – vilande. Bild: Francesco D'Eugenio.

Ett internationellt forskarlag under ledning från University of Cambridge använde Webbteleskopet för att observera en galax som är ungefär lika stor som Vintergatan i det tidiga universum Tiden är ungefär två miljarder år efter Big Bang. Galaxen har ett svart hål likt flertalet andra galaxer. Men här har stjärnbildningen nästan helt avstannat, beskriver Francesco D'Eugenio, en av huvudförfattarna till studien som gjordes vid Kavli institute för kosmologi i Cambridge.

Galaxen heter officiellt GS-10578 men har smeknamnet "Pablos galax" efter den forskare som bestämde sig för att observera den i detalj. Dess totala massa är ungefär 200 miljarder gånger större än solens massa och de flesta av dess stjärnor bildades för mellan 12,5 och 11,5 miljarder år sedan.

– I det tidiga universum bildar de flesta galaxer mängder av stjärnor så det är intressant att se en så massiv avstannad stjärnbildning i en galax vid den här tidsperioden, beskriver professor Roberto Maiolino, medförfattare Kavli institute. "Om den hade haft tillräckligt med tid för att nå den här massiva storleken och mängden av stjärnor bör den process som stoppade stjärnbildningen sannolikt skett relativt snabbt."

Med hjälp av Webbteleskopet upptäckte forskarna att galaxen kastar ut stora mängder gas med en hastighet av cirka 1 000 kilometer per sekund vilket är tillräckligt snabbt för att gasen ska undkomma galaxens gravitation. Dessa utkast  kommer från rörelser i det svarta hålet i centrum.

Liksom andra galaxer med växande svarta hål har "Pablos galax" snabba utströmmande vindar av gas. Det är en kallare gas än den heta gas som annars brukar kastas ut från växande svarta hål vilket innebär att den är tätare och inte avger ljus vilket het gas gör. Webb, med sin överlägsna känslighet, kan se de mörka gasmolnen som lämnar galaxen genom att gasen blockerar en del av ljuset från galaxen bakom dem.

Gasmassan som kastas ut från galaxen är stor nog för att stoppa möjligheten till ny stjärnbildning. I grund och botten svälter det svarta hålet ihjäl galaxen (innebärande att det omöjliggörs stjärnbildning). Resultaten redovisas i tidskriften Nature Astronomy.

Referens: Francesco D’Eugenio, Pablo G. Pérez-González et al. ‘A fast-rotator post-starburst galaxy quenched by supermassive black-hole feedback at z=3.’ Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02345-

Stjärnbildningseffekt vid kollisioner mellan dvärggalaxer

 

Påverkan av närliggande galaxer, inklusive kollisioner och tidvatteninteraktioner har studerats ingående. Det har konstaterats att sammanslagningar mellan massiva galaxer kan förändra galaxers morfologi, förbättra stjärnbildnings hastighet och mängd och utlösa supernovor.

På grund av dvärggalaxernas svaga gravitationspotential påverkas deras stjärnbildning och densitet lättare av kollisioner och stjärnors negativa påverkan. Begränsningar av möjliga  observationer har dock resulterat i mindre forskning om sammansmältande dvärggalaxer.

Med hjälp av data från Next Generation Virgo ClusterSurvey-projektet analyserade ZHANG Lanyue från Yunnan-observatorierna vid den kinesiska vetenskapsakademin och hennes medarbetare tidvattensvansarna vid dvärggalaxen VCC322 som kom till genom en sammanslagning med en annan galax. Forskarna bestämde metalliciteten och stjärnåldern hos tidvattensvansarna baserat på färg och en  stjärnpopulationsmodell.

Baserat på spektraldata som passar in i stjärnpopulationsinformation och stjärnbildningshastighet fann forskarna att VCC322 nyligen hade upplevt stjärnbildning i  låg mängd. Genom att jämföra VCC322 med andra stjärnbildande dvärggalaxer i Virgohopen och med sammanslagning av dvärggalaxer i termer av neutral vätemassa och stjärnbildningshastighet, identifierades  en hämning av  stjärnbildning i dessa galaxer.

Dessutom, genom att jämföra emissionslinjeflödesförhållandena erhållna från spektraldata, föreslog forskarna att chocker som genereras av fusioner/interaktioner fanns i VCC322, vilket resulterat i uppvärmning av  gasen och därmed hämmat stjärnbildning.

Studien är publicerad i The Astrophysical Journal.

Bild Wikimedia, galaxpar, känt av astronomer som II ZW 96, som finns ungefär 500 miljoner ljusår från jorden och  i stjärnbilden Delfinen. De två galaxerna håller på att smälta samman och har därför en kaotisk, störd form i bilden. Kan ses som illustration till inlägget ovan. Bild tagen av NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope.

Malströmsgalaxen (M51 eller NGC 5194) här pågar stor stjärnbildning

 

Heta stjärnor bildas i några av de kallaste områdena i universum oftast i stora moln av gas och stoft som sträcker sig genom hela galaxer. För att undersöka de tidiga faserna av stjärnbildning när gas gradvis kondenseras för att så småningom bilda stjärnor måste vi först identifiera dessa områden, beskriver Sophia Stuber, doktorand vid MPIA i Heidelberg och huvudförfattare till en forskningsartikel (se nedan).

För detta ändamål mäts vanligtvis strålningen som avges av specifika molekyler som är särskilt rikligt förekommande i dessa extremt kalla och gastäta zoner. Astronomer mäter i allmänhet halten av molekyler som HCN (vätecyanid; även känt som blåsyra) och N2H+ (diazenylium) för detta ändamål. Tack vare det storskaliga observationsprogrammet SWAN (Surveying the Whirlpool at Arcseconds with NOEMA) har forskarna nu kunnat göra dessa mätningar över ett stort område i en annan galax och inte varit begränsade till mätningar i Vintergatan. SWAN-teamet använder NOEMA (Northern Extended Millimeter Array), en radiointerferometer som finns i de franska alperna för att studera fördelningen av strålning från flera molekyler inom de centrala 20 000 ljusåren inom Malströmsgalaxen (Messier 51). De 214 timmar av observationer i  programmet  kompletterades med ytterligare cirka 70 timmars observationer från en annan kartläggning gjorda av ett 30-meters teleskop i södra Spanien.

En av ledarna i SWAN-projektet är professor Frank Bigiel från Argelanderinstitutet för astronomi vid universitetet i Bonn. Han påtalar att ”spektrallinjerna för de olika molekylerna gör att vi kan dra mycket specifika slutsatser om gasens fysikaliska egenskaper, till exempel dess densitet. Detta gör det möjligt för oss att göra en detaljerad studie av vilka förhållanden i det interstellära mediet som bidrar till stjärnbildning i galaxer. För första gången är vi nu i en position där vi kan undersöka stora delar av en galax och med en högre upplösning än någonsin tidigare, så vi kan skilja mellan enskilda stjärnbildningsområden”.

Då Malströmsgalaxen bara ligger 28 miljoner ljusår bort är det möjligt att studera egenskaper hos enskilda gasmoln i så olika områden, som galaxens  centrum och dess spiralarmar.

Medan intensiteten i strålningen som avges av vätecyanid och diazenylium längs med spiralarmarna eller i galaxens centrum har astronomerna funnit en markant skillnad i galaxens centrala region, där ljusstyrkan som avges av vätecyanid är mycket mer signifikant. Med andra ord verkar det finnas en mekanism som gör att vätecyaniden lyser starkare här än i spiralarmarna en skillnad som inte kan ses från diazenylium. Forskarlaget misstänker att anledningen till detta fenomen kan finnas i Malströmsgalaxens aktiva galaxkärna, en högenergirik zon som omger det massiva svarta hålet i dess centrum. Innan gasen faller in i det svarta hålet trycks den in i en skivform, accelereras till höga hastigheter och värms upp till tusentals grader Celsius genom friktion. Detta gör att den avger intensiv strålning vilket kan förklara en del av den extra strålningen från vätecyanidmolekylerna. Men vi behöver fortfarande undersöka i detalj vad som får de två gaserna att  bete sig olika, tillägger Eva Schinnerer, forskargruppschef vid MPIA och en av ledarna för SWAN-projektet.

Forskningsartikeln är skriven av Sophia K. Stuber, Jerome Pety, Eva Schinnerer, et al., "Kartläggning av virveln vid Arcseconds med NOEMA (SWAN). I. Kartläggning av HCN- och N2H+ 3mm-linjerna", och publicerad i Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202348205

Bild vikipedia Malströmsgalaxen. Bilden är tagen av Rymdteleskopet Hubble år 2001

Där nya stjärnor inte borde finnas men likväl finns .

 

James Webb Space Telescope har bekräftat att det sker nybildning av stjärnor nära Vintergatans centrala svarta hål. En plats där så inte borde kunna ske.

Detta då det i närområdet av galaxens svarta hål finns stark strålning och stark gravitation vilket borde vara extremt ogästvänliga förhållanden för nybildning av stjärnor.

I årtionden har astronomer observerat unga stjärnor nära Vintergatans centrum. En stjärnhop där känd som IRS13 upptäcktes för över 20 år sedan. Genom att kombinera data från många olika teleskop har astronomer bekräftat att stjärnorna i IRS13 bara är cirka 100 000 år gamla, kosmiskt nyfödda jämfört med jordens sol (4,6 miljarder år gammal), för att inte tala om Vintergatan själv (13,6 miljarder år gammal).

Analysen av IRS13 och den åtföljande tolkningen av hopen är det första försöket att lösa ett decennium gammalt mysterium om de oväntat unga stjärnorna i Vintergatans centrum vilket beskrivs i en ny studie där huvudförfattaren är Florian Peißker, astronom vid Kölns universitets institut för astrofysik.

Peißker och hans kollegor anser att stjärnhopen kan vara nyckeln till att förstå hur så unga stjärnor hamnade där de inte borde finnas.

Vi har samlat in omfattande bevis för att mycket unga stjärnor inom det supermassiva svarta hålets räckvidd kan ha bildats i stjärnhopar som IRS13. Det är också första gången vi har kunnat identifiera stjärnpopulationer av olika åldrar – heta huvudseriestjärnor och unga framväxande stjärnor – i en stjärnhop så nära Vintergatans centrum, beskriver Florian Peißker.

Observationerna tyder på att vissa stjärnor i IRS13 (de heta huvudseriestjärnorna) kan ha kommit till längre ut i  galaxen (längre från det centrala svarta hålet) och sedan migrerat närmare IRS13 och det svarta hålet tills de slutligen fångades in av dess gravitationskraft. När IRS13-hopen drogs in mot set svarta hålet bildades en bogchock – en ansamling av material där spetsen på hopen plöjde genom det stoftrika interstellära mediet, ungefär som fören på ett skepp som skär genom vattnet – vilket stimulerade fler stjärnor att bildas.

 Stjärnbildningsområdet beskrevs i en artikel publicerad den 10 oktober i The Astronomical Journal.

Bild vikipedia Vintergatsbandet i riktning mot Skytten.

Snabb stjärnbildning skedde kort efter BigBang

 

NASAs James Webb Space Telescope ger nya kunskaper i frågan av; Hur de första stjärnorna och galaxerna bildades.

 Ett av de största programmen under Webbs första år är JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) som kommer att ägna cirka 32 dagars teleskoptid åt att söka efter och karakterisera svaglysande, avlägsna galaxer.

 Redan nu har data kommit in till JADES om upptäckt av hundratals galaxer som fanns när universum var mindre än 600 miljoner år gammalt. Teamet har också identifierat galaxer som glittrar av en mängd unga, heta stjärnor.

 I projektet JADES vill man svara på många frågor, som: Hur samlades de tidigaste galaxerna? Hur snabbt bildades stjärnor efter BigBang? Varför slutade det bildas i en del galaxer? skriver Marcia Rieke vid University of Arizona i Tucson, medledare i JADES-programmet i en ny studie. 

Ryan Endsley vid University of Texas i Austin ledde  en undersökninge om galaxer som existerade 500 till 850 miljoner år efter bigbang. En tid känd som återjoniseringens epok. 

I hundratals miljoner år efter big bang var universum fyllt med en gasdimma som gjorde universum ogenomskinligt. Efter en miljard år efter bigbang hade dimman lättat och universum blev transparent (synligt) , en process som kallas återjoniseringen. Forskare har debatterat om aktiva, supermassiva svarta hål eller galaxer fulla av heta, unga stjärnor var den främsta orsaken till återjoniseringen.

Som en del av JADES-programmet studerade Endsley och hans kollegor dessa galaxer för att leta efter tecken på stjärnbildning och fann då stjärnor i överflöd. Nästan varenda galax som vi hittat visar dessa ovanligt starka emissionslinjesignaturer som indikerar intensiv stjärnbildning beskriver Endsley. 

En emissionslinje är en ljus linje i ett spektrum av ljus från någon ljuskälla. Linjerna uppkommer genom att varje ämne i ljuskällan avger ljus i en viss  specifik våglängd när elektronerna i ämnets atomer övergår från ett högre energitillstånd till ett lägre. I de tidigaste galaxerna skapades mängder av heta, massiva stjärnor, skriver Endsley.

Dessa ljusa, massiva stjärnor pumpade ut strömmar av ultraviolett ljus, som förvandlade omgivande gas från ogenomskinlighet till transparent genom att jonisera atomerna och ta bort elektroner från deras kärnor. Eftersom dessa tidiga galaxer hade en så stor population av heta, massiva stjärnor, kan de ha varit den främsta drivkraften för återjoniseringsprocessen. Den senare återföreningen av elektronerna och kärnorna producerar de distinkt starka emissionslinjerna.

Endsley och hans kollegor fann även bevis på att dessa unga galaxer genomgick perioder av snabb stjärnbildning varvat med lugna perioder då färre stjärnor bildades. Dessa stopp och snabbheter kan bero på när galaxer fångade klumpar av gasformigt råmaterial för att bilda stjärnor. Alternativt, eftersom massiva stjärnor snabbt exploderar (finns en kort tid) kan de ha injicerat energi i den omgivande miljön med jämna mellanrum då de dött ut vilket hindrar gas från att kondensera och bilda nya stjärnor.

Ett annat element i JADES-programmet innebär sökandet efter de tidigaste galaxerna som fanns när universum var mindre än 400 miljoner år gammalt. Genom att studera dessa galaxer kan astronomer undersöka hur stjärnbildning under de första åren efter big bang skilde sig från vad som ses i nuvarande tid.

Ljuset från avlägsna galaxer sträcks ut till längre våglängder och rödare färger genom universums expansion så kallad rödförskjutning. 

Genom att mäta en galax rödförskjutning kan astronomer räkna ut  hur långt bort ljuskällan är och därmed när den existerade i det tidiga universum. Före Webb observerades bara några dussin galaxer över en rödförskjutning på 8, innebärande när universum var yngre än 650 miljoner år gammalt. I JADES-projektet har nu upptäckts nästan tusen av dessa avlägsna galaxer.

Tidigare såg de tidigaste galaxerna vi kunde se bara ut som små ljusfläckar. Likväl representerar dessa ljusfläckar miljoner eller till och med miljarder stjärnor i universums första tid, skriver Hainline. Nu kan vi se (tack vare webbteleskopet) att en del av dessa har en synlig struktur. Vi kan se grupperingar av stjärnor komma till bara några hundra miljoner år efter tidens begynnelse.

Vi finner att stjärnbildning i det tidiga universum var mycket  vanligare än vi trodde, tillade Rieke.

Alternativt mer vanligt än vi uppfattar och anser världen borde vara eller varit. Enligt universums tillkommelse är det kanske istället helt naturligt och enkelt att  galaxer skedde så snabbt efter BigBang.

Studien lades fram vid det 242: e mötet i American Astronomical Society i Albuquerque, New Mexico.

Bild vikipedia på en emissionslinje är en ljus linje i ett spektrum av ljus från någon ljuskälla. Linjerna uppkommer genom att varje ämne i ljuskällan avger ljus med vissa specifika våglängder när elektronerna i ämnets atomer övergår från ett högre energitillstånd till ett lägre.

Stjärnor bildas i kölvattnet av ett vandrande svart hål.

 

Ett från Yale University-lett team  av astronomer har upptäckt ett som man tolkat det supermassivt svart hål som rusar iväg i en galax där det en gång hört hemma i dess centrum ut i tomheten med en hastighet av cirka 6000000 km/h. Flykten har tills nu pågått i 39 miljoner år och fortsätter. Varför det drog iväg från sin galax vet man inte.

Teamet som använde NASA: s rymdteleskop Hubble och WM Keck-observatoriet på Maunakea i Hawaii gjorde fyndet genom upptäckten av en ovanlig och mycket tunn, nästan rak strimma av unga stjärnor och chockad gas i kölvattnet av ett som man tolkat det svart hål.

Studien om fenomenet publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters.

Något liknande fenomen har aldrig tidigare setts någonstans i universum beskriver Pieter van Dokkum, professor i astronomi och fysik vid Yale University och huvudförfattare det i studien och tillägger. Vi har länge vetat att supermassiva svarta hål existerar och det har  förutspåtts i ca 50 år att de ibland skulle kunna kastas ut från den plats  de är. Om det nu kan bekräftas med detta fynd skulle detta bli det första beviset på ett skenande massivt svart hål.

Van Dokkums team upptäckte först den långa strängen av stjärnor med NASA: s rymdteleskop Hubble. För att få en närmare titt genomförde de uppföljningsobservationer med Keck-observatoriets Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) och Near Infrared Echellette Spectrograph (NIRES).

Data från Keckobservatoriet avslöjade att stjärnparaden uppmättes till ett 200000 ljusår långt stråk efter hålet och utgick från en kompakt aktiv stjärnbildande galax vars ljus tog cirka 7,6 miljarder år att nå jorden. Stjärnspåret är nästan hälften så ljusstarkt som galaxen det är kopplat till och i stjärnparaden som överflödas av stjärnor bildas än fler nya stjärnor.

Om det smala kölvattnet av stjärnor och gas verkligen skapas av ett svart hål som lossnat från sin sin plats i sin hemgalax har astronomer en trolig förklaring till dess ursprungshistoria.

Skeendet att först smälte två galaxer som båda innehöll ett supermassivt svart hål samman. Båda galaxerna hade ett svart hål i sitt centrum vilka smälte samman.  Det skedde genom att de först svepte runt varandra i en binär dans i mitten av den nyligen av två tidigare galaxer bildade nya galaxen. Då tränger ett tredje supermassivt svart hål från en annan galax på paret (måste vara unik händelse).

Trions interaktion med varandra skapas sedan en instabil situation som genererar tillräckligt med hastighet för att något av de svarta hålen torpederar ett av de tre svarta hålen (som då får fart och skenar ut i galaxen. 

Som ett nästa steg försöker van Dokkum och hans team nu bekräfta om deras upptäckt säkert är ett skenande svart hål; de har ansökt om tid på NASA: s James Webb Space Telescope och Chandra X-ray Observatory för att genomföra uppföljningsobservationer. Det låter uppseendeväckande om det stämmer. Men inget är omöjligt. Men om det inte stämmer vad är det då som sker, skett och varför?

Bild från ovan artikel från Keckobservatoriet. En panel som visar delar av spektra tagit med W. M. Keck-observatoriets LRIS-instrument som visar den ovanliga linjära funktionen som sträcker sig från galaxen vars ljus tog cirka 7,6 miljarder år att nå jorden. Upphovsman: V. Dokkum (Yale) / W. M. Keck-observatoriet.

Ett ensamt svart hål sveper genom universum med stor stjärnbildning där det drar fram

 

Mycket massiva svarta hål finns i mitten av stora galaxer som Vintergatan. Där drar de till sig gas, stoft, stjärnor och allt annat som kommer för nära dem och blir därmed alltmer mer massiva med tiden. Men i sällsynta fall kan ett svart hål tvingas ur sin position och rusa ut i rymden. Svårt att förstå att så kan ske anser jag.  

I en ny artikel beskriver forskare från Kanada, Australien och USA hur ett sådant svart hål då rör sig genom rymden och skapar stora chockvågor som utlöser hög stjärnbildning.

Artikeln heter “A candidate runaway supermassive black hole identified by shocks and star formation in its wake.”” Huvudförfattaren är Pieter van Dokkum, professor i astronomi och fysik vid Yale University. I artikeln beskrivs hur ett svart hål kan kastas ut ur sin galax.

Det börjar med att två galaxer smälter samman efter att de dragits ihop av gravitationen. Det leder till  ett andra svart hål i centrum av den nu stora galaxen. Detta binära svarta hål kan bli mycket långlivat och finnas så länge som en miljard år innan det slutligen slås samman med det större av dem. Om ett tredje svart hål då under den tiden når det galaxens centrum, kan en trekroppsinteraktion (de tre svarta hålen kraschar samman) ge ett av de svarta hålen en hastighetsökning och detta kan då stötas bort från galaxen.

Men trots författarnas  teoretiska underlag är det svårt att hitta bevis på att dessa ensamma svart hål finns. Astronomer identifierade en av de bästa kandidaterna 2021, cirka 230 miljoner ljusår bort. De märkte en märklig rörelse och hastighet som indikerade på aktuella störningar i området. Men de kunde inte avgöra om det var en pågående galaxsammanslagning, ett binärt svart hålsystem eller en gravitationsvågsrekylhändelse.

Astronomer känner dock till ett par sätt att  identifiera ett skenande svart hål. Det första  är om hålet aktivt absorberar material  och då kan identifieras genom den ljusstyrka som då visar sig.

Ett andra sätt är genom stjärnmassan som det svarta hålet drar med sig. När ett svart hål kastas iväg från en galax centrum drar dess massiva gravitationskraft några stjärnor med sig.

Ett tredje sätt som astronomer kan känna igen ett skenande svart hål är genom den effekt det har på gasmoln i sin väg när det passerar genom gasen.

Ett skenande supermassivt svart hål kan leda till bildandet av ett spår av chockad gas och unga stjärnor bakom spåret", skriver författarna.  När ett svart hål färdas genom joniserat väte i universum produceras en chockfront av en lång slinga av gas likt en komets svans.  I denna svans av gas kan moln av chockad gas svalna och bilda stjärnor som  ser ut som knutar i slingans  spår.

Teoretiskt kan dessa skenande svarta hål finnas. Teoretiskt kan de bevisas existera. Men ännu har inget hittats därute. Kanske det likväl bara är i teorin de kan visas kunna existera. Inget vet.

Bild flickr.com tänkvärd bild på vad universum är, kom till och blev.

I Universum finns Molekylmoln som återuppstår kontinuerligt

 

Astronomer har nyligen upptäckt stora moln bestående av molekylärt väte platser där  stjärnor uppstår. Dessa moln kan existera i tiotals miljoner år fastän enskilda molekyler ständigt förstörs och de därefter sätts ihop igen. Den nya forskningen ger en övergripande bild av hur stjärnor kommer till.

För att producera stjärnor behövs mycket stora moln av molekylär vätgas. De här molnen fungerar som reservoarer till stjärnbildning men genomgår även katastrofala kollapser. När detta sker blir dussintals eller till och med hundratals stjärnor som varit dolda i molnet synliga. Utvecklingen i dessa moln kan berätta om ett galaxens stjärnbildningshistoria.

Nya observationer visar att när nya stjärnor dyker upp i ett gigantiskt molekylrikt moln bildas  bubblor upp runt stjärnan som innehåller mindre väte än i omgivningen. Med den minskade densiteten av molekyler som omger nya stjärnor i dessa bubblor drabbas de återstående molekylerna i bubblorna av bombardemang från utifrån joniserad strålning vilket bryter  sönder det lilla molekylära vätet till ett joniserat tillstånd. Men det finns  observationer som visat att dessa jättemoln dock håller otroligt länge. Forskare frågar sig varför nybildade stjärnor sliter sönder molnen.

Ett team av forskare från Steward Observatory / University of Arizon använde sofistikerade datorsimuleringar för att  svara på frågan. De simulerade en del av en galax och undersökte beteendet hos molekylära moln  då stjärnor bildades. De fann att  deras datasimuleringar överensstämde med observationerna av att nya stjärnor lätt kan riva sönder ett molekylärt moln (och då bildas bubblor vars innehåll är av mindre densitet än omgivningens) . Men de hittade också en balanserande faktor. Stora molekylära moln suger ständigt till sig det  omgivande väte som råkar komma i dess väg i en galax. Denna ackumuleringsåtgärd fyller då på molnets lager av väte. 

Forskarna fann att enskilda molekylära moln kan existera i upp 100 miljoner år. Men varje enskild vätemolekyl kommer bara att finnas upp till fyra miljoner år inom molnet. Men för varje molekyl som avdunstar kommer en ny in i molnet så molnet förblir i balans. Så länge ett moln kan fortsätta samla in nytt väte för att ersätta det förlorade kommer det att existera.

Resultatet visar därför hur stora molekylära moln kan existera under lång tid. Detta fastän enskilda molekyler försvinner.

Det vore intressant att förstå varför och hur balansen i ett vätemoln kan bestå och varför det blir så? Även frågan om det egentligen finns en gräns för hur länge det kan existera om det kan fyllas på med väte utan gräns i tid?

Bild vikipedia, Inom ett par miljoner år kommer ljus från starka stjärnor ha kokat bort detta molekylmoln av gas och stoft. Molnet har knoppats av från Carinanebulosan. Nyligen bildade stjärnor är synliga i närheten. Bilden spänner över ungefär två ljusår.

Kopplingen mellan stjärnbildning och radiostrålning och infraröd strålning i galaxer är utredd.

 

För 50 år sedan upptäcktes den nära kopplingen mellan stjärnbildning i galaxer och galaxers infraröda strålning inklusive radiostrålning. Nu har forskare vid Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) dechiffrerat den underliggande fysiken till fenomenet.

I arbetet använde de nya datorsimuleringar av galaxbildning med en modellering av kosmisk strålnings effekter. För att förstå bildandet och utvecklingen av galaxer som vintergatan är det viktigt att känna till mängden nybildade stjärnor inte bara i vintergatan utan även i andra galaxer. Som beskrivs ovan måste sambandet mellan galaxernas infraröda strålning och radiostrålning  beaktas. Den energirika strålningen från unga, massiva stjärnor under bildning i galaxernas tätaste regioner döljs i omgivande dammoln och dess strålning återsänds  i det infraröda lågenergistrålningsfältet.

Efterhand kommer dock bränsletillförsel att bli uttömd i stjärnor vilket resulterar i att massiva stjärnor avlutar sin tid som en supernova. I denna explosion kastas det yttre stjärnhöljet ut i miljön vilket accelererar en del partiklar i det interstellära mediet till mycket högt energislag, kosmisk strålning. I galaxens magnetfält har dessa partiklar en hastighet av nästan ljusets i form av lågenergiradiostrålning med en våglängd på några centimeter till en meter. Genom  dessa processer är nybildade stjärnor, infraröd strålning och radiostrålning från galaxer sammanbundna.

Även om detta förhållande ofta används som utgångspunkt i astronomi är de exakta fysiska förhållandena inte helt klargjorda. För att gå till botten med detta mysterium har ett team av forskare vid AIP nu för första gången realistiskt simulerat dessa processer i en  galax genom datorsimulering och beräknat den kosmiska strålenergin i detta. Deras resultat publicerades i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

"Under bildandet av den galaktiska skivan förstärks kosmiska magnetfält så att de matchar de starka galaktiska magnetfälten", förklarar professor Christoph Pfrommer chef för sektionen Cosmology and High-Energy Astrophysics vid AIP. När kosmiska strålpartiklar i magnetfält avger radiostrålning förloras en del av energin på sin väg mot oss. Som ett resultat blir radiospektrumet plattare vid låga frekvenser. Vid höga frekvenser, förutom radioutsläpp av kosmiska strålar, bidrar radioemissionen från det interstellära mediet i ett plattare spektrum. Summan av dessa två processer kan därför  förklara den observerade platta radiostrålningen från hela galaxen samt utsläpp från de centrala regionerna.

Detta förklarar även mysteriet  varför galaxers infraröda- och radiostrålning är väl sammankopplad. "Det gör det möjligt för oss att bättre bestämma antalet nybildade stjärnor utifrån den observerade radiostrålningen i galaxer något som bör hjälpa oss att ytterligare avslöja bakgrunden till stjärnbildning i universum", avslutar Maria Werhahn, doktorand vid AIP och huvudförfattare till en av studierna.

Bild vikimedia A diagram of Earth’s location in the Universe in a series of eight maps that show from left to right, starting with the Earth, moving to the Solar System, onto the Solar Interstellar Neighborhood, onto the Milky Way, onto the Local Galactic Group, onto the Virgo Supercluster, onto our local superclusters, and finishing at the observable Universe.

Starburstgalaxer i mängd i universums barndom

 

APOGEE är namnet på en storskalig,stjärnspektroskopisk undersökning där man undersöker inom det infraröda våglängdsområdet av universum. I motsats till optiskt ljus kan infrarött ljus lättare genomborra och se in i damm vilket gör det möjligt för APOGEE att upptäcka stjärnor som ligger i vintergatans dammiga regioner, såsom disken och utbuktningen av en galax och då  bestämma dess materialförekomster dess position, siktlinjehastighet och ungefärliga åldrar. Dessutom kartlägger ESA:s Gaia-uppdrag cirka en miljard stjärnor till stjärnkartor vilket ger positions- och korrekta rörelsemätningar.

Under de första miljarder åren efter Big Bang innehöll universum betydligt mer av så kallade starburstgalaxer än teorier tidigare förutspått. Så många som 60 till 90 procent av stjärnorna i det tidiga universum verkar ha producerats i galaxer som genomgår en tillväxt av stor hastighet ( så kallade  starburstgalaxer).

Detta visades ur en analys av mer än 20000 avlägsna galaxer. Forskarteamet som leds av astronomer från University of Groningen (Nederländerna) kommer snart att publicera detta resultat i The Astrophysical Journal.

Starburstgalaxer är galaxer där stjärnor bildas i hög takt (något som ex inte sker just nu i Vintergatan). I dessa produceras många fler stjärnor än vanligtvis sker i en galax under relativt kort tid. En stjärntillväxtspurt inträffar som varar i mellan 10 till 100 miljoner år.

Galaxer existerar i miljarder år och kan genomgå flera liknande tillväxtsomgångar. För att utlösa en tillväxtspurt behövs ett plötsligt och stort inflöde av gas annars kommer byggstenarna för nya stjärnor snart att ta slut. Ett sådant inflöde kan till exempel uppstå när två galaxer närmar sig varandra.

En forskargruppen ledd av Pierluigi Rinaldi, doktorand vid Universitetet i Groningen Nederländerna har samlat in data de senaste åren med hjälp av rymdteleskopet Hubble och MUSE-instrumentet vid det europeiska stora teleskopet i Chile inklusive rymdteleskopet Spitzer.  Teleskopen såg så långt tillbaka i tiden att forskarna kunde studera galaxer som bildats för 11 till 13 miljarder år sedan. Big Bang inträffade för 13,7 miljarder år sedan.

Analysen visar att under de första miljarder åren efter Big Bang var cirka 20 till 40 procent av alla stjärnbildande galaxer starburstgalaxer. Dessa galaxer var i en tillväxtspurt och stod för 60 till 90 procent av den nya ökningen av stjärnor i universum. Som jämförelse är universum idag mycket lugnare och endast cirka 10 procent av nya stjärnor föds i starburstgalaxer. Kanske inte så konstigt då gas och damm bör funnits i mycket större grad direkt efter BigBang än vad som finns i dag (min anm.)

Bild vintergatan från pixabay.com

En triangel av stjärnbildning

 

En frontalkrock mellan två galaxer resulterade i ett uppblossande triangelformat ljusfenomen som Hubbleteleskopet nu fångat på bild.  

Den interagerande galaxduon kallas Arp 143. Galaxparet innehåller den glittriga, förvrängda, stjärnbildande spiralgalaxen NGC 2445 till höger på bilden ovan tillsammans med sin mindre flashiga följeslagare, NGC 2444 till vänster.

Astronomer föreslår att galaxerna passerade genom varandra och då antände den unikt formade stjärnbildningsformen i NGC 2445 där nu tusentals stjärnor bildas (ses på bildens högra sida). Denna galax är översvämmad av stjärnbildningar och innehåller rikligt med på gas (bränslet för stjärnbildning). Men här pågår även gravitationsstörningar vid NGC 2444 vilket kan ses till vänster på bilden.

Galaxparet utkämpar en kosmisk dragkamp (gravitationskamp). En kamp som NGC 2444 verkar gå segrande ur. Galaxen har dragit och drar gas från NGC 2445 och detta har bildat och bildar den udda triangelformen av nya stjärnor.

 

"Datasimuleringar visar att frontalkrockar mellan två galaxer kan resultera i en ringform av nya stjärnor", säger astronomen Julianne Dalcanton vid Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics i New York och University of Washington i Seattle och tillägger. "Därför är ringar av stjärnbildning inte ovanliga. Men det annorlunda med det här systemet är att det består av en triangelformad stjärnbildning. En del av formen uppkom genom dessa två galaxers näraliggande till varandra och NGC 2444 håller sig fortfarande fast vid den andra galaxen gravitationellt.

NGC 2444 kan också innehålla en osynlig, het halo av gas som kan hjälpa till att dra NGC 2445;s gas bort från dess kärna. Så de är inte helt fria från varandra ännu och deras ovanliga interaktion förvränger ringformen vilket är den vanliga formen i galaxhändelser som denna till triangelform."

Bild på den triangelformade galaxgruppen taget av Hubbleteleskopet bilden från https://hubblesite.org/

Stjärnor kan bilda nya stjärnor i slutet av sin existens

 

Planeter är vanligtvis inte äldre än de stjärnor  de kretsar kring – vilket exempelvis är fallet med solen som bildades för 4,6 miljarder år sedan och planeterna här vilka bildades kort därefter ur  den damm och gasskiva som då bildats runt solen. Först som protoplaneter därefter kom själva planeten till.

Astronomer vid KU Leuven (Katholieke UniversiteitLeuven i Frankrike ) har upptäckt ett något överraskandet scenario där stjärnor under sin sista tid ger ifrån sig materia för ny planetbildning i sitt närområde där så sedan troligen sker.

Planeternas födelse i den då bildade protoplanetära skivan av damm och gas från en åldrad solrest och en yngre stjärna en bit bort (inte för långt bort och inte nödvändigtvis mycket yngre stjärna än den som nu svällt upp). Skivorna av damm och gas omger inte bara nya stjärnor. De kan också utvecklas och eventuellt ge ny stjärnbildning om vi ser på dubbelstjärnor då en av dessa har börjat gå mot sin sista tid.  

Det är då de utvidgas till en röd jätte för att därefter skrumpna ihop till en vit dvärg rester av detta ger denna gas och dammskiva (min anm.).

När en medelstor stjärna, som solen kommer till sin sista tid sväller den ut till en röd jätte för att därefter skrumpna ihop till en så kallad vit dvärg. 

Även om det då här blir en skiva av möjlig planetbildning blir en eventuell ny planet här en kall död värld då ingen sol längre kraftfullt kan värma upp den då en vit dvärg på avstånd inte ger mycket värme (min anm.).

 

När det gäller binära stjärnor får gravitationskraften hos den andra stjärnan materian som kastas ut av den döende stjärnan (rödutvidgningen) och bildandet av en platt, roterande skiva (av gas och damm) att förverkligs. Denna skiva liknar de protoplanetära skivor som astronomer observerar runt unga stjärnor. Nya planeter bildas nu om allt fungerar som tänkt här i skivan och om merparten av skivan hamnar i bana runt den kvarvarande stjärnan kan detta ge planeter med möjlig livsutveckling. 

 

Det nya KU Leuven-forskarna nu lagt fram en teori om är att dessa skivor kring  binära stjärnor visar tecken som kan peka på att ny möjlig planetbildning kan ske här vilket misstänks  i tio så kallade binära stjärnsystem (dubbelstjärnsystem) där en stjärna är i sin sista tid men den andra fortfarande har tid kvar.

Den kvarvarande stjärnan kan då optimalt bli moderstjärna till nya planeters eventuella livsformer. Den vita dvärg som återstår blir då en svagt lysande sol på himlen (min anm.).   

Sedan kan man undra vad som sker om även den kvarvarande stjärnan i dubbelstjärnsystemet är på sin sista tid. Om så kan knappast dessa bildande planeter någonsin kunna hysa liv. Men om den kvarvarande stjärnan har några miljarder år kvar kan det bli nya världar och nya liv där en sol och en svagt lysande vit dvärg ses på himlen (min anm.).

Bild vikimedia en ögonblicksbild på en dag av vad som rörde sig däruppe den dagen.

Hubbleupptäckt! Stjärnbildning sker i dvärggalax HENIZE 2-10 beroende av ett svart hål

 

Hen 2-10, även känd som He 2-10 och Henize 2-10 är en dvärggalax 34 miljoner ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Pyxis (Kompassen). 

De accepterade teorier som existerar om ursprunget till supermassiva svarta hål finns av tre slag: 1) de bildades precis som mindre svarta hål av stjärnmassa från implosionen av stjärnor, och samlade på något sätt in tillräckligt med material för att växa, 2) det existerade speciella förhållanden i det tidiga universum som tillät bildandet av supermassiva stjärnor vilka snart kollapsade och då  bildade  massiva svarta hål 3) början till framtida supermassiva svarta hål föddes i täta stjärnhopar, där klustrets totala massa skulle varit tillräckligt stort för att på något sätt skapa dem genom en gravitationskollaps. Men alla tre är svåra teorier att ta till sig och helt tro som riktiga (min anm.).

Svarta hål, som ofta framställs som destruktiva monster av gravitation där även ljuset är fångat stämmer inte alltid enligt nya rön i den senaste forskningen genom NASA:s Rymdteleskop Hubble. Ett svart hål har nämligen upptäckts  i centrum av dvärggalaxen Henize 2-10 där stjärnor skapas med hjälp av detta istället för som man antar sker vid svarta hål slukas av dessa. Det svarta hålet här bidrar med materia och gas till  ny stjärnbildning i galaxen.

För ett decennium blev denna galax centrum i en debatt bland astronomer om huruvida dvärggalaxer var hem för svarta hål i storleksproportion till själva galaxers storlek. Konkret fanns ett samband mellan en galax storlek och dess centrala svarta hål. Något sådant samband har inte bekräftats (min anm.).

Upptäckten av dvärggalaxen Henize 2-10  som bara innehåller en tiondel av antalet stjärnor som finns i vintergatan blev utgångspunkten i studien. "För tio år sedan, som doktorand och trodde jag att jag skulle spendera min karriär på forskning om stjärnbildning, jag tittade då på data av Henize 2-10 men allt förändrades", säger Amy Reines, som publicerat de första bevisen av ett svart hål i HENIZE 2-10 och är huvudutredare nu i de nya Hubble-observationerna därifrån vilkas resultat publicerades i januari-utgåvan av Nature.

 

"Från början visste jag att något ovanligt och speciellt skedde i Henize 2-10 och nu har Hubble gett en mycket tydlig bild av kopplingen mellan det svarta hålet och en närliggande stjärnbildande region  230 ljusår från det svarta hålet", säger Reines.

 

Kopplingen är ett utflöde av gas utströmmande från det svarta hålets omgivning  vilket sträcker sig ut i rymden likt en navelsträng till stjärnbildningsområdet 230 ljusår bort. Denna Region var redan hem för en tät kokong av gas när låghastighetsutflödet anlände. Hubbleteleskopets spektroskopiundersökning visar att utflödet från det svarta hålet har  en hastighet av cirka 160900 km/h, och trycks in i den täta stjärnbildande regionen likt en trädgårdsslangs stråle som träffade en hög med smuts och sprids åt alla håll.

 

Detta är den motsatta effekten av vad som annars setts ske i större galaxer där material som faller mot det svarta hålet vispas bort av omgivande magnetfält och bildar flammande plasmastrålar som rör sig nära ljusets hastighet merparten in i det svarta hålet medan något av strålen flammar ut i alla riktningar. Inte som här sänds som en stråle till en stjärnbildande region.

Men med det mindre massiva svarta hålet i Henize 2-10 och dess mildare utflöde komprimerades gas precis tillräckligt för att fälla ut till området där stjärnbildning sker.

Kanske skulle det undersökas om det finns ett samband mellan hur mindre och större svarta hål interagerar med gas (min anm.). Kanske det stjärnbildande området till viss del legat närmre det svarta hålet en gång och haft en så stark gravitation att det dragit med sig en sträng av gas från omgivningen vid det svarta hålet på sin väg bort från det. En sträng som blivit intakt. 

Bild vikipedia som visar en sammansatt bild av Hen 2-10 i form av visuella data som kommer från Hubble och  röntgendata från Chandra X-Ray Observatory och utöver det  radiostrålningsdata  från Very Large Array.

Något kom in och störde dubbelstjärnan Z Canis Majoris

 

Forskare som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA-teleskopet) och Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) har gjort en sällsynt upptäckt. Sannolikt en stjärna som kom för nära en plats där pågående stjärnbildning sker. Händelsen skedde i riktning mot stjärnbilden Stora hunden och där vid stjärnan  Z Canis Majoris (Z CMa, ) Stjärnan är en dubbelstjärna som endast är 300000 år gammal och ännu ej helt färdigbildad.

Ett inkräktarobjekt i detta fall innebär något som kommer in utifrån och som inte varit bundet till systemet och vid inträdet påverkade och interagerade med miljön kring den binära protostjärnan som finns här (stjärna som är under bildning) 

vilket orsakade kaotiska, utsträckta strömmar av damm och gas från disken av gas och damm som omger protostjärnan. Medan sådana inkräktarbaserade flyby-händelser (flyga förbi händelser) har bevittnats med viss regelbundenhet i datorsimuleringar vid stjärnbildning men få om ens någon övertygande direkt observation någonsin gjorts har händelser av detta slag förblivit i stort sett möjliga men enbart i teorin.

"Observationella bevis på flyby-händelser är svåra att få eftersom dessa händelser inträffar snabbt och det är svårt att fånga dem i aktion. Det vi nu har gjort med våra ALMA Band 6- och VLA-observationer är detsamma som att fånga ett blixtnedslag i ett träd, säger Ruobing Dong, astronom vid University of Victoria i Kanada och huvudforskare i den nya studien. Man måste vara på rätt plats vid rätt tillfälle (min anm).

– Den här upptäckten visar att närkontakter mellan unga stjärnor som ännu har en disk (och är under bildning)  sker i verkligheten och inte bara är teoretiska möjligheter i datorsimuleringar. Tidigare observationsstudier hade sett förbiflygningar men har inte resulterat i insamling  av de omfattande bevis för händelsen vid Z CMa som man behöver för att säkert säga vad som sker." Störningar som de vid Z CMa orsakas vanligtvis inte av inkräktare utan snarare av syskonstjärnor som bildas tillsammans och stör varandra.

Hau-Yu Baobab Liu, astronom vid Institute of Astronomy and Astrophysics vid Academia Sinica i Taiwan och medförfattare av studien sa: "Oftast bildas inte stjärnor isolerat. Tvilling eller till och med trilling och även fyrlingstjärnor under bildning som föds tillsammans kan vara gravitationellt attraherade av varandra och som ett resultat av detta närma sig varandra. Under dessa ögonblick kan en del material från stjärnornas protoplanetära skivor ge sig iväg och bilda långa gasströmmar som då kan ge ledtrådar till tidigare stjärnnärmanden."

"Vad vi nu vet med denna nya forskning är att flyby-händelser inträffar i naturen och att de får stor inverkan på de gasformiga cirkumstellära skivorna, platserna där planeter bildas runt omgivande babystjärnor", säger Cuello. "Flyby-händelser kan dramatiskt störa de cirkumstellära skivorna runt protostjärnor och visas i form av långa gasströmmar runt Z CMa."

 

Liu tillade, "Dessa störningar orsakar inte bara gasformiga strömmar utan kan också påverka de berörda stjärnornas termiska historia, som Z CMa. Detta kan leda till sådana våldsamma händelser som accretion-utbrott, och även påverka utvecklingen av det övergripande stjärnsystemet på sätt som vi ännu inte har observerat eller definierat.

Z CMa (Z Canis Majoris) är en värdstjärna till området där protostjärnor finns och där ett objekt troligen en annan protostjärna plötsligt fick närkontakt tillfälligt till området där stjärnbildning sker i det vi kan kalla harmoni mellan skilda kroppar (min anm.). Något som gav en tillfällig händelse som kommer att ses i långa tider framåt som en gasström. Vad som nu sågs var att det sågs som en blixtrande händelse i realtid.

Bild från https://www.aavso.org/ som visar händelsen tagen av ALMA teleskopet i Chile.

Mysteriet med Släckta galaxer vid universums första tid.

 

Tidigt bildade galaxer under de tre första miljarder åren efter Big Bang  borde ha innehållit stora mängder kall vätgas. Bränslet som krävs för att skapa nya stjärnor. Men forskare som observerar det tidiga universum med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) och Rymdteleskopet Hubble har upptäckt något svårförståeligt.  Ett antal tidiga och massiva galaxer fick slut på den kalla vätgasen redan i början av universums existens. Resultaten av forskningen om detta publicerades nyligen i Nature.

I undersökningen har sex galaxer valts ut de kallas "släckta" galaxer och det innebär galaxer där stjärnbildningen stängts ner på grund av bränslebrist (gasbrist).

Resultatet är oförenligt med vad astronomer förväntat sig i det tidiga universum. "De mest massiva galaxerna i universum levde snabbt och rasande och skapade sina stjärnor på anmärkningsvärt kort tid. Gas, bränslet för stjärnbildning, borde vara rikligt i i universums tidiga skede, säger Kate Whitaker, huvudförfattare till studien och biträdande professor i astronomi vid University of Massachusetts, Amherst. "Vi trodde ursprungligen att dessa släckta galaxer slog i bromsen tillfälligt några miljarder år efter Big Bang. Men att här fortfarande fanns mer gas för fortsatta möjligheter till hög stjärnbildning.

I den nya forskningen har det dock visat sig att tidiga galaxer faktiskt inte bromsade stjärnbildningen utan snarare fick brist på gas. De nya observationerna visade att upphörandet av stjärnbildningen i de sex galaxerna inte orsakades av en plötslig ineffektivitet i omvandlingen av kall gas till stjärnor. Istället var det resultatet av utarmningen eller avlägsnandet av gasreservoarerna i galaxerna.

" Vi förstår ännu inte hur sådant händer. Men möjliga förklaringar kan vara att antingen den primära gasförsörjningen som driver galaxen är avskuren eller att ett supermassivt svart hål släpper ut energi som håller gasen i galaxen varm," sa Christina Williams, astronom vid University of Arizona och medförfattare till forskningen. "I grund och botten innebär detta att galaxerna inte kan fylla på bränsletanken och därmed inte kan starta om motorn på stjärnproduktion."

Det innebär att stjärnbildning är beroende av kall gas inte varm gas (min anm.). Men en annan förklaring till brist på gas kan vara att gas inte var lika vanligt eller fanns i lika stora koncentrationer överallt. Jag anser det skulle vara en helt naturlig förklaring till dessa galaxers stopp på stjärnbildning.

Citerar från https://phys.org/ varifrån även bilden kommer.  ”Denna sammansatta bild av galaxklustret MACSJ 0138 visar data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) och NASA:s Rymdteleskop Hubble, som observerats av REsolving QUIEscent Förstorade galaxer vid hög redshift, eller REQUIEM-undersökningen. De tidiga massiva galaxerna som studerades av REQUIEM visade sig sakna kall vätgas, det bränsle som krävs för att bilda stjärnor. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO), STScI, K. Whitaker m.fl”.

Nytagna bilder från ESO (Europeiska sydobservatoriet) avslöjar oväntade detaljer i närbelägna galaxer

 

Ett forskarlag har nyligen publicerat bilder på nya observationer av en hop närbelägna galaxer. Galaxerna kan tolkas som fulla av fyrverkerier.

Bilderna är tagna med Europeiska Sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) i Chile och visar olika komponenter i galaxerna egna i distinkta färgskalor vilket gör det möjligt för astronomerna att exakt analysera var unga stjärnor och upphettade gaser finns.

Genom att kombinera observationerna från VLT med data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) även detta i Chile där ESO är en partner bidrar forskningen till ny information om de processer som får gasen att bilda nya stjärnor.

Astronomerna vet sedan tidigare att stjärnor bildas i gasmoln men inte vad som sätter igång stjärnbildning. För att undersöka processen närmare observerade en grupp astronomer därför ett antal närbelägna galaxer med kraftfulla teleskop rymden för att undersöka olika regioner i galaxer där stjärnbildning sker. Snart kan vi kanske få nya rön om vad som startar stjärnbildning.

Bild på galaxerna som omtalas ESO-bild.

Hubbleteleskopet har upptäckt stora utflöden av gas från nybildade stjärnor.

 

Stjärnor tillkommer genom kollaps av gigantiska moln och gravitation i den processen av vätgas som förtätas. I skedet uppstår då orkanliknande vindar och snurrande spridda jetstrålar i motsatt riktning av där  gasens kondensation uppstår som mest. Detta sker i själva stjärnbilningsprocessen.  Händelsen skär ut enorma håligheter i de gigantiska gasmolnen.

Astronomer ansåg tidigare att stjärnbildning så småningom förtunnade det omgivande gasmolnet vilket stoppade stjärnans fortsatta tillväxt. Men i en omfattande analys av 304 nybildade stjärnor i Orionnebulosan (ett stort gasmoln) i den närmsta stora stjärnbildande regionen till jorden upptäckte forskare att gas genom en stjärnas utflöde kanske inte är så viktigt för att bestämma stjärnans slutliga massa som konventionella teorier antyder.

Studien baserades på tidigare insamlade data från NASA:s rymdteleskop Hubble, Spitzertelekopet och Europeiska rymdorganisationens rymdteleskop Herschel.

Forskare vet att stjärnor bildas ur kollapsen av enorma vätemoln som pressats under gravitation till den punkt där kärnfusion antänds. Men bara cirka 30 procent av molnets massa som ingår i denna process  slutar som en nyfödd stjärna. Man frågar sig då, vart tar resten av vätgasen vägen under en så ineffektiv process?

Det har antagits att en nybildande stjärna blåser ifrån sig mycket het gas genom jetformade  utflödesstrålar (jetstrålar) och orkanliknande vindar som lanseras från den omringande skivan av det kraftfulla magnetfältet. Dessa fyrverkerier bör ge ytterligare tillväxt till förtätning (densitet) av stjärnan. Men en ny, omfattande Hubble-undersökning med tillägg av Spitzerteleskopets observationer visar att denna förklaring inte verkar vara sanningen vilket får astronomer förbryllade. I denna vilket är den största undersökning någonsin av nya stjärnors tillkomst  finner forskare att gasutsläpp från en stjärnas utflöde kanske inte är så viktigt för att bestämma dess slutliga massa som konventionella teorier antyder. Forskarnas mål var att avgöra om stjärnutflöden stoppar gasens infall på en stjärna och hindrar den från att växa (i storlek som densitet). Inget kunde bevisas av detta antagande.

 

Istället fann de att hålrummen i det omgivande gasmolnet skulpterade av en formande stjärnas utflöde inte växte enligt teorin. En stjärnas relativt korta födelsestadium som bara varar i cirka 500000 år formar denna. Det som blir rörigt är att när stjärnan växer uppstår en vind, liknande vattenspridare över en gräsmatta i sitt strålande i motsatt riktning mot intaget av gravitationsförfarandet av gasen. Dessa utflöden gör hål i det omgivande molnet i form av håligheter i gasen.

 

Populära teorier förutspår att när den unga stjärnan utvecklas och utflödena fortsätter, blir håligheterna bredare tills hela gasmolnet runt stjärnan helt skjuts bort. Vi finner att i slutet av den protostellära fasen, där det mesta av gasen har fallit ifrån det omgivande molnet till stjärnan, har ett antal unga stjärnor fortfarande ganska små håligheter i gasens utflödesriktning", säger medarbetare Tom Megeath vid University of Toledo. "Så den här bilden som fortfarande ofta hålls som sann av vad som bestämmer en stjärnas massa och det som stoppar gasens fall är att denna växande utflödeshålighet skopar upp ny omgivande gas till stjärnan. Detta har varit ganska grundläggande för vår uppfattning om hur stjärnbildningen fortskrider, men det verkar inte passa insamlade data här.

 

Framtida teleskop som NASA:s kommande James Webb Space Telescope kommer att sondera djupare in i en protostars formationsprocess. Webbspektroskopiska observationer kommer att observera de inre regionerna av skivor som omger protostjärnor i infrarött ljus och leta efter jetstrålar i de yngsta källorna. Webb kommer också att hjälpa astronomer att mäta materials ackreationhastighet från skivan till stjärnan och studera hur den inre skivan interagerar med utflödet.

Slutsatsen just nu är att vi inte helt förstår processen min anm. Men man kan dra slutsatsen att något bestämmer en stjärnas storlek och densitet. En gräns som gör att den inte förtätas ytterligare eller förstoras ytterligare. Men vad sätter den gränsen?

Bild ovan Venus . Hör egentligen inte till inlägget men ett intressant foto som kan ge lite mer kunskap om vad Venus är. Temperaturen där är  mellan 400-500C och en yta och färg som kan liknas vid en rund slickepinne av kola (se kolaformationen). Foto dremstime.org.  NASAs fotot ovan inlägget  taget Venera robot 1982. En intressant bild som visar den inte så trevliga men heta ytan på planeten Venus.  Nog är Mars mer tilltalande.