ALMA zoomt in op stervormingsgebieden buiten onze Melkweg

[univers]

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 nabijgelegen 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 Melkwegstelsel. De onderzoekers, onder wie Ewine van Dishoeck van de Sterrewcht 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. 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. 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. 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. “De uiterlijke verschillen tussen de sterren-vormende gaswolken in NGC 6822 en die in onze Melkweg zijn 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.” 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.” Deze waarnemingen dragen daarmee in belangrijke mate 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.



Also called Barnard’s galaxy, the dwarf galaxy NGC 6822 is located in the constellation of Sagittarius just 1.5 million light-years away and is brimming with rich star formation regions. This image is a composite of older observations made with the Wide Field Imager attached to the 2.2-metre MPG/ESO telescope and new data collected by ALMA. The areas observed with ALMA are highlighted in the image.

Credit: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Schruba, VLA (NRAO)/Y. Bagetakos/Little THINGS



This montage shows four star-forming gas clouds in NGC 6822 observed with ALMA in unprecedented resolution. The data reveal that unlike in our own galaxy, the observed molecules are concentrated into small, dense cores of gas.

Credit: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Schruba, VLA (NRAO)/Y. Bagetakos/Little THINGS

http://www.mpe.mpg.de/6699787/news20170313

[univers]

ALMA kiekt dramatisch stellair vuurwerk

Sterexplosies worden meestal in verband gebracht met supernovae: de spectaculaire dood van sterren. Maar nieuwe ALMA-waarnemingen geven inzicht in explosies aan het andere eind van de levenscyclus van sterren: de geboorte. Astronomen legden dramatische beelden vast toen ze het ontstaan van een groep zware sterren onderzochten. De beelden tonen dat ook stervorming een heftig, explosief proces kan zijn.

Op 1350 lichtjaar afstand, in het sterrenbeeld Orion (Jager) bevindt zich een actieve stervormingsfabriek genaamd de Orion Molecular Cloud 1 (OMC-1). De wolk maakt deel uit van de beroemde Orionnevel. Sterren worden geboren als een gaswolk, die honderden keren zwaarder is dan onze zon, begint te bezwijken onder zijn eigen zwaartekracht. In de dichtste gebieden ontbranden protosterren die vervolgens gaan rondzwerven. Na een tijdje vallen sommige sterren naar een gemeenschappelijk zwaartepunt dat meestal wordt gedomineerd door een bijzonder grote protoster. Als de sterren dicht bij elkaar in de buurt komen, ontstaan er heftige interacties.

Ongeveer 100.000 jaar geleden, diep in de OMC-1, ontstonden meerdere protosterren. De zwaartekracht trok ze steeds sneller naar elkaar toe totdat 500 jaar geleden twee van die sterren met elkaar in aanraking kwamen. Astronomen weten niet zeker of ze elkaar slechts lichtjes schampten of dat ze vol op elkaar knalden. In ieder geval veroorzaakte het een krachtige uitbarsting die ervoor zorgde dat andere protosterren en honderden reusachtige gas- en stofstromen met 150 kilometer per seconde door de ruimte schoten. Bij deze catastrofe kwam net zo veel energie vrij als onze zon in 10 miljoen jaar uitstoot.

Nu, 500 jaar later, gebruikte een team van sterrenkundigen onder leiding van John Bally (University of Colorado, VS) de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) om in het hart van de wolk te kijken. Daar vonden ze het weggeslingerde puin van de explosieve geboorte van de groep zware sterren. Het ziet eruit als de kosmische variant van vuurwerk waarbij reusachtige fonteinen wegschieten in alle richtingen.

Zulke explosies duren waarschijnlijk relatief kort. De resten, zoals die gezien met ALMA, blijven slechts enkele eeuwen zichtbaar. Alhoewel ze vluchtig zijn, komen explosies van protosterren waarschijnlijk veel voor. Daarnaast kunnen ze, doordat ze hun moederwolk vernietigen, het stervormingsproces in de gigantische moleculaire wolken helpen reguleren.

Dat het puin in OMC-1 weleens een opvliegend karakter kon hebben, werd voor het eerst onthuld met de Submillimeter Array in Hawaï in 2009. Bally en zijn team bekeken de wolk ook in het nabije infrarood met de Gemini South-telescope in Chili. Ze ontdekten toen de opmerkelijke structuur van de fonteinen die bijna een lichtjaar lang zijn.

De nieuwe ALMA-beelden tonen het explosieve karakter in hoge resolutie. Ze brengen belangrijke details aan het licht over de verdeling en de beweging van koolmonoxidegas (CO) in de fonteinen. Dit helpt astronomen bij het beter begrijpen van de onderliggende kracht van de uitbarsting en van de impact die zulke gebeurtenissen hebben op stervorming in de Melkweg.



ALMA ziet een stellaire explosie in Orion



ALMA-beeld van een explosieve gebeurtenis in Orion



Beelden van een explosie in Orion door ALMA en VLT
https://www.eso.org/public/netherlands/ ... 1711/?lang

[univers]

ALMA spot ijskoude stofring rondom jonge ster Fomalhaut

Astronomen hebben een foto gemaakt van een koude stofschijf rondom Fomalhaut. Deze jonge ster is slechts 25 lichtjaar verwijderd van de aarde.

De foto is gemaakt door ALMA. ALMA is het grootste astronomische project op aarde. ALMA staat voor Atacama Large Millimeter/submillimeter Array en bestaat uit 66 antenneschotels en is ontwikkeld om het licht van de koudste objecten in het heelal te bestuderen. Dit licht heeft een golflengte van ongeveer een millimeter en bevindt zich daarmee tussen infrarood licht en radiogolven.

De stofschijf is ontstaan door botsende exokometen. “Dankzij ALMA zien we dat er sprake is van een grote stofschijf”, zegt astronoom Meredith MacGregor van het Harvard-Smithsonian Centrum voor Astrofysica in Cambridge. Zij is hoofdauteur van een van de twee papers die zijn verschenen in het wetenschappelijke vakblad Astrophysical Journal. “We zien nu eindelijk de volledige vorm van de schijf, waardoor we meer leren over het planetaire systeem.”
Fomalhaut is slechts 440 miljoen jaar oud. Om de ster draait een exoplaneet: Fomalhaut b. Bijzonder is het feit dat Fomalhaut b ooit direct gefotografeerd is. In 2011 werd de exoplaneet nog afgeschreven, maar in 2012 concludeerden wetenschappers dat Fomalhaut b een unieke exoplaneet is.

De stofschijf is zo’n twee miljard kilometer breed en ligt twintig miljard kilometer van de ster vandaan. Dat is erg ver. In vergelijking: Pluto is slechts vier tot zeven miljard kilometer van de zon verwijderd. Astronomen vermoeden dat de stofschijf is gevormd door kometen en andere planeetachtige objecten die tegen elkaar botsen, waardoor er veel kleinere brokstukken en stof vrijkomen. Dit stof absorbeert licht van de moederster en straalt die energie uit op de millimeter-golflengte. Vandaar dat ALMA deze stofschijf zo goed kan zien.

Dankzij de nieuwe gegevens leren wetenschappers meer over de exacte positie, breedte en geometrie van de schijf. Zij beweren dat de stofschijf waarschijnlijk is gevormd onder invloed van de zwaartekracht van planeten rondom Fomalhaut. “In de toekomst hopen we deze exoplaneten te vinden,” zegt astronoom Paul Kalas van de universiteit van Californië in Berkeley.


De stofschijf rondom Fomalhaut.

https://public.nrao.edu/news/2017-alma- ... /#PRimage1