Dichte Wolkendecke bricht Regeln der Sternentstehung

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Forscher entdecken neue Informationen über einen bohnenförmigen Dunkelwolke im Zentrum unserer Galaxie. Die Wolke, G0.253 + 0,016, ist ungewöhnlich dicht – so dicht, dass es Infrarot-Licht blockiert, die in der Regel auch die dichteste Teile der Wolken im Raum eindringt.

Dichte Wolken in der Regel produzieren massereiche Sterne, aber dieses besondere Wolke, die 30 Lichtjahren Länge überspannt, hat minimale Sternentstehung.

"Dies ist überraschend, da viele Wolken niedriger Masse und Dichte eine viel größere Anzahl von Sternen, bilden", erklärt Jens Kauffmann, ein senior Postdoc Gelehrter in Astrophysik an der California Institute of Technology. "Im Prinzip die Cloud enthält genug Masse, um ca. 200.000 Sternen wie unserer Sonne zu bauen."

Kauffmann zusammen mit postdoctoral Scholar Thushara Pillai des California Institute of Technology und Astrophysiker Qizhou Zhang von der Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, wollen mehr über diese geheimnisvollen Wolke. Sie hoffen, die Entstehung von Sternen in unserer Galaxie und in anderen Galaxien und die Rolle der Sternentstehung im frühen Universum besser zu verstehen.

Form-Stars aus dichten Gas eine Wolke steigt in Dichte, bis es aufgrund der Schwerkraft kollabiert. Da die Wolke kollabiert, das dichteste Gas weiter oben Klumpen und schließlich bildet Sterne.

"Denken Sie an ein Kartenhaus — kann man es höher und höher, aber irgendwann wird es so schwer, das die Karten nicht mithalten können und sie zusammenbrechen," erklärte Kauffmann. "Im Falle der Sternentstehung, Wolken tun etwas sehr ähnlich: sie unter ihrem eigenen Gewicht zusammenbrechen und schließlich bilden Sterne."

In den meisten Fällen sagte "je dichter die Cloud, die anfälliger ist es zu reduzieren und bilden Sterne," Pillai.

Z. B. der Orionnebel ist relativ dicht und ist eine riesige Sternentstehungsregion. Die High-Density bohnenförmigen Cloud ist 25 Mal Dichter als Orion, aber fast vollständig sternlosen.

Erfahren Sie warum die Forscher beobachteten es mit hohen powered Radioteleskope: das Submillimeter Array (SMA), eine Sammlung von acht Radioteleskope auf Mauna Kea in Hawaii; und das kombiniert Array für die Forschung in Millimeterwellen-Astronomie (CARMA), eine Sammlung von 23 Radio-Teleskopen in den Inyo Bergen von Kalifornien.

Mit dem SMA und CARMA, Maßen die Forscher die Dichte und die Geschwindigkeit des Gases innerhalb der Wolke. Die Forscher fanden heraus, dass die Schwerkraft ist kaum die Cloud zusammenzuhalten und sie auch beobachtet, dass die Cloud "extrem turbulent," sagte Pillai. Die turbulente Bewegung verhindert, dass das dichten Gas absetzen und dadurch gibt es weniger Taschen von dichten Gas an Sterne bilden. In dieser instabilen Umfeld ist nicht klar, ob junge massive Sternhaufen bilden können. Im Laufe der Zeit konnte die Turbulenzen die Cloud tatsächlich Stücke reißen.

Kauffmann erklärt diese Turbulenzen in der Cloud-Funktionen ähnlich wie sand in einem Glas Wasser — der Sand als das Gas in der Cloud:

"Stellen Sie sich ein Glas Wasser und Sand mischen hinein... der Sand wird unten niederzulassen. Nun, schüren, welche Turbulenzen... schafft der Sand wird hochgehoben und nicht sofort zu begleichen. Der Sand wird nur klären, sobald die Turbulenzen geht weg. Jetzt ist unsere Cloud ungewöhnlich turbulenten. Wie der Sand in das Glas Wasser kann das turbulente dichten Gas nie bis zu Sterne bilden Klumpen."

Derzeit wollen die Forscher herausfinden, was die Turbulenzen verursacht. Das heißt, suchen sie die "Löffel" rühren des Sands zu identifizieren.

Aus diesen Beobachtungen festgestellt die Forscher, dass die Umwelt innerhalb der Wolke war nicht förderlich für die Bildung von Sternen, mit Ausnahme von einem bestimmten Abschnitt.

"Es gibt Anzeichen von Sternentstehung an einer bestimmten Stelle im G0.253,", sagte Zhang.

Zhang erklärte, dass die nächste Frage war, ob die Wolke in der Zukunft mehr Sterne bilden könnten.

Um diese Frage zu untersuchen, verwendeten die Forscher die Daten der Teleskope um zu prüfen, wie die Wolke im Laufe der Zeit entwickeln wird. Sie vermutet eine andere mögliche Schicksal für die Cloud – durch Gezeitenkräfte oder ungleiche Gravitative Kräfte zwischen der Wolke und dem Zentrum der Galaxie auseinander gerissen werden.

Letztlich ist die Bestimmung der Zukunft der Cloud schwierig. Es ist sogar möglich, dass diese Wolke könnte mit anderen zusammenstoßen oder in das schwarze Loch im Zentrum der Galaxie fallen.

"Es ist sehr schwer dies alles vorherzusagen", sagte Kauffmann. "Wir wissen nur, wie es im Moment aussieht. Wir verfügen nicht über die Mittel zugreifen, wie [die Wolke] in hunderttausend Jahren aussehen wird."

Derzeit, nutzen die National Science Foundation finanzierte Forscher SMA und CARMA, um ein halbes Dutzend Wolken in der Mitte der Milchstraße ähnlich wie G0.253 + 0,016 zu studieren. Im Jahr 2013 haben die Forscher auch die modernste Radioteleskop der Welt, bei der sie ihr Studium der Atacama große Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), die besteht aus 66 Radioteleskope und befindet sich in der Atacama-Wüste in Chile.

Sie hoffen auf ihr Verständnis der Sternentstehung weiter durch das Studium dieser Wolken und deren Potenzial, massereicher Sterne in ähnlichen Umgebungen zu produzieren.

Anmerkung der Redaktion: Die Forscher in Behind the Scenes Artikel dargestellt wurden unterstützt durch die National Science Foundation, Föderalen Agentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragt. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die hinter die Kulissen-Archiv.