Astronomer kan nu avslöja varför stjärnor bildas i så olika omfattning i de två kända och till synes snarlika stoftmolnen Orion A och California.
Båda molnen har gott om täta stråk av stoft och gas, så kallade filament, där stjärnor normalt bildas. Därför har astronomer förbryllats av att Orion A är en effektiv stjärnfabrik medan det går betydligt trögare i California. Men med nya 3D-modeller kan forskare vid Chalmers tekniska högskola och Max Planck Institute for Astronomy nu visa att molnen har helt olika struktur och densitet, vilket löser mysteriet.
Stjärnor föds i täta moln
Kosmiska moln av gas och stoft är stjärnornas födelseplatser, mer specifikt i molnens tätaste delar där gasen så småningom blir så kompakt att en stjärna börjar bildas.
– Tätheten, densiteten, och mängden materia som komprimeras till en given volym, är en av de avgörande egenskaperna som bestämmer effektiviteten i stjärnbildningen, säger Sara Rezaei Khoshbakht, astronom vid tyska Max Planck Institute for Astronomy och Chalmers tekniska högskola.
I samarbete med Chalmerskollegan Jouni Kainulainen publicerade hon nyligen resultaten i en vetenskaplig artikel i The Astrophysical Journal Letters: Three-dimensional Shape Explains Star Formation Mystery of California and Orion A.
Den nya 3D-metod som forskarna använt handlar kort om att analysera hur stjärnljus förändras när det passerar genom molnen av gas och stoft. Mätningarna gjordes med hjälp av rymdsonden Gaia och andra teleskop. Gaia är ett projekt från European Space Agency (ESA) vars primära syfte är att exakt mäta avstånden till över en miljard stjärnor i Vintergatan. I den aktuella studien användes observationer av sammanlagt 220 000 stjärnor för att skapa modellerna.
Svårt att mäta tätheten i avlägsna moln
– Allt vi ser när vi observerar objekt i rymden är deras tvådimensionella projektion på en tänkt himmelssfär, och vi saknar då det nödvändiga djup som behövs för att få en komplett bild av ett moln, förklarar Chalmersforskaren Jouni Kainulainen, expert på att tolka inverkan av kosmisk materia på stjärnljus och att utifrån det beräkna materians densitet.
– Om de båda molnen ser likadana ut från vår synvinkel, visar våra 3D-modeller att de har helt olika form. Man kan förenklat likna det vid att vi ser en penna och en pannkaka från sidan. I genomsnitt är Orion A – pennan – mycket tätare än California, vilket förklarar dess mer uttalade stjärnbildningsaktivitet, säger Jouni Kainulainen.
Studien visar att det finns stora möjligheter att förbättra forskningen om stjärnbildning genom att lägga till en tredje dimension. Sara Rezaei Khoshbakht driver nu ett projekt som ska producera en modell av den rumsliga fördelningen av stoft i hela Vintergatan och visa på dess koppling till stjärnbildning.
Mer info om bilderna
Molekylmolnet Orion B, från teleskopet VISTA. Bilden är ett montage av bilder som togs i kortvågigt infrarött ljus med det infraröda kartläggningsteleskopet VISTA vid ESO:s Paranalobservatorium i norra Chile. Bildfältet täcker hela molekylmolnet Orion A, den närmast kända fabrik för tunga stjärnor som ligger cirka 1350 ljusår från jorden. Här avslöjas många unga stjärnor och andra objekt som vanligtvis ligger djupt nedgrävda i dammiga moln. Källa: ESO/VISION survey.
I den andra bilden längst upp på sidan har stoftmolnen California och Orion A:s 3D-modeller placerats intill varandra, men sedda från två olika vinklar. Ju rödare färg, desto tätare gas. Där de på den högra bilden, från vår synvinkel, ser mer lika ut avslöjar den vänstra bilden att California har en platt och utdragen form medan Orion A är kompakt även från den synvinkeln. Bild: Sara Rezaei Khoshbakht och Jouni Kainulainen/MPIA
- Docent, Astronomi och plasmafysik, Rymd-, geo- och miljövetenskap