Stjerner

Jets fra et sort hul i en galakses centrum
Inde i de kraftige udladninger af materiale fra supertunge sorte huller i galaksekernerne dannes der også stjerner. Den overraskende opdagelse er gjort med ESOs Very Large Telescope, og det er noget, som ikke før er blevet bekræftet. Opdagelsen som har mange konsekvenser for forståelsen af galaksernes egenskaber og deres udvikling, offentliggøres i tidsskriftet Nature.

En gruppe europæiske astronomer ledet af forskere fra Storbritannien har brugt instrumenterne MUSE og X-shooter på Very Large Telescope (VLT) ved ESOs Paranalobservatoriuet i Chile til at studere en kollision imellem to galakser, som tilsammen har betegnelsen IRAS F23128-5919. Afstanden til galakserne er omkring 600 millioner lysår. Forskergruppen har observeret den enorme strøm af stof, som opstår tæt ved det supertunge sorte hul i hjertet af den sydlige af de to galakser, og de har for første gang fundet klare beviser for, at der dannes stjerner i stofstrømmene.

Disse stofstrømme fra galakserne drives ud af den voldsomme energi fra de aktive og turbulente galaksecentre. Supertunge sorte huller gemmer sig i kernen af de fleste galakser, og når de sluger stof i sig, opvarmer de samtidig den omgivende gas, og presser den ud fra galakserne som kraftige og tætte stofstrømme

"I nogen tid har astronomerne ment, at forholdene inde i disse stofstrømme kunne være tilstrækkelige til, at der kan dannes stjerner, men ingen har set det ske indtil nu, for det er meget svært at observere," kommenterer leder af forskerholdet Roberto Maiolino fra University of Cambridge. "Vores resultater er spændende fordi de helt tydeligt viser, at stjerner kan dannes inde i disse strømme"

Forskerne havde til formål både at studere både stjernerne og den omgivende gas i stofstrømmen direkte. Med to af Verdens bedste spektroskoper, MUSE og X-shooter på VLT har de kunnet udføre meget detaljerede studier af det lys, som udsendes, for at se, hvorfra det stammer.

Strålingen fra de unge stjerner kan få gasskyer i nærheden på en særlig måde, véd man. Med X-shooters høje følsomhed kunne forskerholdet udelukke andre mulige kilder til denne form for lys, blandt andet chokbølger i gasserne og selve den aktive galaksekerne.

Gruppen af astronomer har foretaget en helt ubetvivlelig direkte måling på en gruppe af helt unge stjerner i stofstrømmen. Stjernerne er mindre end nogle få snese millioner år gamle, og foreløbige analyser antyder, at de er varmere og klarere end tilsvarende stjerner, som dannes under mindre voldsomme forhold ude i galaksernes skiver.

Som yderligere underbygning bestemte astronomerne bevægelserne og hastighederne for disse stjerner. Lyset fra de fleste af områdets stjerner viser, at de bevæger sig med meget høje hastigheder væk fra galaksens centrum - hvilket er forståeligt, hvis det er objekter, som er fanget i en strøm af hurtigt stof.

Medforfatter Helen Russell (fra Institute of Astronomy, Cambridge) fortsætter: "De stjerner, som dannes i vindene tæt ved galaksecentrene taber måske hastighed, og de begynder måske endda at falde tilbage, mens de stjerner, som dannes længere ude i strømmen ikke bremses så meget, og de vil derfor kunne flyve helt væk fra galaksen.

Opdagelsen giver ny og spændende oplysninger, som kan forbedre vores forståelse for dele af astrofysikken, blandt andet hvordan visse galakser har fået den facon, de har, hvordan det interstellare stof bliver beriget med tunge grundstofer; og endda hvorfra den uforklarede stråling, som kaldes den kosmiske infrarøde baggrundsstråling stammer.

Maiolino ser fremad i spænding: "Hvis der virkelig sker stjernedannelse i de fleste strømme fra galakserne, som nogle teorier forventer, så kan det give os en helt ny forståelse for galaksernes udvikling."

Stjerner der bliver slugt af sorte huller, som afsløres af undslippende røntgenstråling er ikke usædvanlige. Men studier af røntgenkilden ASASSN-14li har vist en usædvanlig sammenhæng med UV- og visuelle udbrud fra samme kilde eller tæt på.
Forskerne fra MIT og Cambridge mener at det skyldes en vandrende sol-lignende stjerne der er kommet for tæt på det centrale 3mio solmasser tunge sorte hul i dens galakse. Derved har den først efterladt sig et spor af gasser, udsendt røntgenstråler tæt på det sorte hul for derefter at krydse sin egen bane igen og fået gasserne til at lyse op i UV-lys.
Swift Maps a Star's 'Death Spiral' into a Black Hole fra NASA/Goddard
Sidste uge offentliggjorde astronomer de overraskende fund af supermassive sorte huller i det tidlige univers - længe før man havd eregnet med at de ville have kunnet nå at dannes. For der er en "fartgrænse" for hvor hurtigt sorte huller kan vokse, når stof der suges ind mod dem, og danner ringe af gasser omkring dem, som forhindrer stof i bare at blive suget ind.
Men hvad hvis der findes andre måder de kan vokse på?
Computersimulationer publiceret på arXiv af stjernedannelser i de omgivelser, viser til gengæld at de første stjerner hurtigt kan være vokset til tusinder af solmasser, inden de er kollapset til sorte huller, som igen kan have dannet supermassive sorte huller på rekordtid.

Observationer af den døende røde stjerne LL Pegasi med ALMA teleskoperne, afslører en tæt sky af molekylære gasser om den. Overraskende nok udviser den tætte sky af gasser en tydelig spiralform, som astronomerne mener skyldes at den døende stjerne kredser om en anden stjerne i en stærkt elliptisk bane. Og når den blæser sin atmosfære af i sin bane, får det form af en spiral, ligesom en havevander.
Se Astronomers observe a dying red giant star’s final act fra UCLA
Mælkevejen såvel som andre nære galakser, er fulde af gamle stjernehobe som ikke bare domineres af gamle stjerner men udelukkende består af gamle stjerner. Hobe inden i selve galakserne spredes ofte, eller der kommer nye stjerner ind, men kuglehobe og hobe i periferien af galakserne er altid gamle.

cMen en ny undersøgelse af stjernehobe i den store Magellanske sky ved hjælp af infrarøde rumteleskoper, viser at der er flere unge eller begyndende stjerner i adskillige af sådanne ydre hobe. Og ikke nok med det, så synes de at dannes af gasser der er kastet af tidligere generationer stjerner i hobene

Dermed repræsenterer de en ny yngre generation af stjerner i hobene!

Fundende bryder fuldstændigt med den hidtidige opfattelse af stjernehobene og stjerners liv i galakserne. Det kan endda få videre konsekvenser for vores opfattelse, når hele "inerte" galakser som elliptiske galakser der ellers opfattes som "døende" uden nye stjernedannelser, dermed faktisk godt kan blomstre op igen med nye generationer stjerner!

Star clusters discovery could upset the astronomical applecart fra UWA