21 oktober 2017

Sterloze wolken verklaren waarom sommige sterren groter zijn dan andere

starless cloud

Deze foto laat de ALMA-gegevens zien op een geanimeerde achtergrond. Er zijn twee kernen zichtbaar, waarvan het bestaan kan worden vastgesteld door de aanwezigheid van N2D+ ionen (twee stikstofatomen en een deuteriumatoom) De rechterkern is opvallend massief en rond, hetgeen suggereert dat het zichzelf in stand houdt en is voorbestemd om in te storten tot een enkele supermassieve ster – een zeldzame gebeurtenis! De linkerwolk is meer gefragmenteerd en zal waarschijnlijk gaan instorten tot meerdere sterren van lage massa.

Massieve sterren, degene met minstens acht zonnemassa’s, vormen een intrigerend mysterie: hoe kunnen ze zo groot worden, terwijl de meeste sterren in de Melkweg veel kleiner zijn? Om het antwoord te vinden hebben astronomen gebruik gemaakt van de ALMA-telescoop om de kernen te bestuderen van de donkerste en koudste gaswolken in het melkwegstelsel.

Dit soort objecten worden Infrarode Donkere Wolken genoemd en vormen een mysterie op zich: ze zijn dusdanig dicht en massief dat de zwaartekracht het al lang had moeten winnen van de gasdruk. Met andere woorden: de wolk zou al moeten zijn ingestort tot nieuwe sterren. Dat is echter niet gebeurd en dat betekent dat de zwaartekracht in balans wordt gehouden door een andere, onbekende kracht.

Gemiddelde sterren zoals de zon beginnen hun leven als dichte, maar niet erg massieve, concentraties van waterstof- en heliumgas -zogenaamde moleculaire wolken. Nadat een kern wordt gevormd vanuit het omringende gas, zal materiaal op deze kern gaan vallen. Na verloop van tijd zal de zwaartekracht steeds meer materiaal gaan aantrekken, dat vervolgens een wervelende accretieschijf zal vormen. Als voldoende massa verzameld is, zal in de kern nucleaire fusie op gang komen: een ster is geboren.

Hoewel dit model in staat is om het ontstaan van de meeste sterren te verklaren, schiet het te kort bij het ontstaan van massieve sterren. Hiervoor zijn twee mogelijke oorzaken: oftewel is in sommige gaswolken een aanvullende kracht actief, dat ervoor zorgt dat de wolk uitzonderlijk massief kan worden voordat stervorming op gang komt. Het is ook mogelijk dat massieve sterren simpelweg via een ander proces ontstaan dan gewone sterren.

De sleutel tot het beantwoorden van dit vraagstuk is het detecteren van massieve sterloze kernen, om het absolute begin van stervorming te aanschouwen. Hiertoe heeft men gebruik gemaakt van ALMA om de unieke vingerafdruk te vinden van deuterium, waarmee feitelijk de temperatuur van zo’n wolk kan worden opgemeten. Deuterium is belangrijk omdat het onder koude omstandigheden met bepaalde moleculen bindt. Zodra sterren geboren worden en de omringende wolk gaan verhitten, zal het deuterium gaan verdwijnen en vervangen worden door meer algemene isotopen van waterstof.

ALMA wist behoorlijke hoeveelheden deuterium te detecteren, hetgeen betekent dat de wolk koud en sterloos is. Een andere kracht is schijnbaar aan het werk om de balans met de zwaartekracht intact te houden – wellicht krachtige magnetische velden. Hiermee is het vraagstuk beantwoord: massieve sterren ontstaan op dezelfde wijze als normale sterren, maar dan vanuit wolken die tien tot honderd keer zwaarder zijn.

Bron: Phys.org

Reacties

  1. Over stervorming en planeetvorming in het algemeen heb ik een vraag.
    Voor zover ik het begrijp zijn er gaswolken waarin zich kernen vormen van samenklonterend materiaal dat bij voldoende massa sterren vormt als gevolg van hitte-geïnduceerde kernfusie.
    Dan is er resterend materiaal dat draaiend om de ster kan samenklonteren en aldus planeten doet ontstaan.
    Mijn vraag: kunnen planeetachtige grote lichamen ook ontstaan vóór er een ster is gevormd?
    Ik zou denken van wel.

Laat wat van je horen

*