Et internasjonalt team av astronomer har debunkert en langvarig tro på hvordan stjerner dannes.
Siden 1950-tallet mente astronomer at grupper av nyfødte stjerner overholdt de samme reglene for dannelse av stjerner, noe som betydde at forholdet mellom massive stjerner og lysere stjerner stort sett var det samme fra galakse til galakse. For hver stjerne som er 20 ganger mer massiv enn solen eller større, for eksempel, vil det være 500 stjerner som er lik eller mindre enn solens masse.
“Dette var en veldig nyttig idé. Dessverre ser det ikke ut til å være sant, sier teamforskningsleder Dr. Gerhardt Meurer ved Johns Hopkins University i Baltimore.
Denne massefordelingen av nyfødte stjerner kalles ‘initial mass function’, eller IMF. Det meste av lyset vi ser fra galakser kommer fra stjernene med høyeste masse, mens den totale massen i stjerner domineres av stjernene med lavere masse som ikke kan sees, så IMF har implikasjoner for nøyaktig å bestemme galaksenes masse. Ved å måle lysmengden fra en populasjon av stjerner og foreta noen korreksjoner for stjernenes aldre, kan astronomer bruke IMF til å estimere den totale massen til den befolkningen av stjerner.
Resultatene for forskjellige galakser kan bare sammenlignes hvis IMF er den samme overalt, men Dr. Meurers team har vist at dette forholdet mellom høymasse og lavmasse nyfødte stjerner er forskjellig mellom galakser. Små ‘dverg’ galakser danner for eksempel mange flere lavmasse stjerner enn forventet.
For å komme fram til dette funnet, brukte Dr. Meurers team galakser i HIPASS-undersøkelsen (HI Parkes All Sky Survey) gjort med Parkes radioteleskop nær Sydney, Australia. En radioundersøkelse ble brukt fordi galakser inneholder betydelige mengder nøytral hydrogengass, råmaterialet for å danne stjerner og det nøytrale hydrogenet avgir radiobølger.
Teamet målte to sporstoffer etter stjernedannelse, ultrafiolett og H-alfa-utslipp, i 103 av undersøkelsesgalaksen ved hjelp av NASAs GALEX-satellitt og det 1,5 m lange optiske teleskopet CTIO i Chile.
Valg av galakser på grunnlag av deres nøytrale hydrogen ga en prøve av galakser med mange forskjellige former og størrelser, uvurderlig av deres stjernedannelseshistorie.
H-alfa-utslipp sporer tilstedeværelsen av veldig massive stjerner kalt O-stjerner, fødselen til en stjerne med en masse mer enn 20 ganger solen.
UV-utslippet, sporer både O-stjerner og de mindre massive B-stjernene - totalt sett stjerner mer enn tre ganger solens masse.
Meurers team fant at forholdet mellom H-alpha og UV-utslipp varierte fra galakse til galakse, noe som antyder at IMF også gjorde det, i det minste i den øvre enden.
"Dette er komplisert arbeid, og vi har nødvendigvis måttet ta hensyn til mange faktorer som påvirker forholdet mellom H-alfa og UV-utslipp, for eksempel det faktum at B-stjerner lever mye lenger enn O-stjerner," sa Dr. Meurer.
Dr. Meurers team antyder at IMF ser ut til å være følsom for de fysiske forholdene i den stjernedannende regionen, særlig gasstrykk. For eksempel vil det sannsynligvis dannes massive stjerner i miljøer med høyt trykk som tett bundne stjerneklynger.
Teamets resultater gir en bedre forståelse av andre nylig observerte fenomener som har forundret astronomer, for eksempel variasjon av forholdet mellom H-alfa og ultrafiolett lys som en funksjon av radius i noen galakser. Dette er nå fornuftig da den stjerneblandingen varierer når trykket synker med radius, akkurat som trykket varierer med høyden på jorden.
Arbeidet bekrefter tentative forslag fremsatt av Veronique Buat og samarbeidspartnere i Frankrike i 1987, og deretter en mer omfattende studie i fjor av Eric Hoversteen og Karl Glazebrook som arbeidet ut av Johns Hopkins og Swinburne universiteter som antydet samme resultat.
Kilde: CSIRO
