eso1634sv — Pressmeddelande (forskning)

Stjärnkokongens innehåll överraskar forskare

ALMA:s upptäckt är först i sitt slag utanför Vintergatan

29 september 2016

Japanska astronomer har med hjälp av ALMA upptäckt en varm och tät kokong av komplexa molekyler runt en nyfödd stjärna. Detta lilla moln, en så kallad het molekylkärna, är det första av sitt slag som upptäckts utanför Vintergatan. Dess sammansättning skiljer sig dessutom avsevärt från liknande kokonger i vår egen galax. Det kan betyda en större variationsrikedom i universums kemi än forskare tidigare väntat sig.

Ett japanskt forskarlag har använt det kraftfulla teleskopet ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) för att observera en tung stjärna känd som ST11 [1] som ligger i det Stora magellanska molnet, en dvärggalax som är granne med Vintergatan. När forskarna mätte upp strålning från källan upptäckte de spår av en mängd olika molekyler. Strålningen tydde på att här fanns ett koncentrerat område av ovanligt varm och tät molekylär gas omkring den nyligen antända stjärnan. Detta var ett första bevis på något som inte tidigare har upptäckts utanför Vintergatan – en het molekylkärna [2].

Takashi Shimonishi, astronom vid Tohoku universitet i Japan och förstaförfattare till artikeln, är upprymd.

– Detta är den första observationen av en extragalaktisk het molekylär kärna. Det demonstrerar vilken enorm kapacitet den nya generationen av teleskop har för att studera astrokemiska fenomen bortom Vintergatan, berättar han.

Observationerna med ALMA avslöjar att den nyupptäckta kärnan i Stora magellanska molnet har en väldigt annorlunda kemisk sammansättning jämfört med liknande objekt som tidigare hittats i Vintergatan. Bland de mest framträdande kemiska signaturerna i den nya kärnan finns välkända molekyler såsom svaveldioxid, kväveoxid och formaldehyd – tillsammans med det i rymden alltid närvarande stoft och damm. Men flera organiska ämnen, inklusive metanol (den enklaste alkoholmolekylen), har anmärkningsvärt låga mängder i den nyligen upptäckta heta molekylkärnan. Liknande kärnor i Vintergatan visar istället upp ett brett sortiment av komplexa organiska molekyler, inklusive metanol och etanol.

– Observationerna tyder på att den molekylära sammansättningen hos materialet som bildar stjärnor och planeter är mycket mer varierad än vad vi hade väntat oss, förklarar Takashi Shimonishi.

Bortsett från väte och helium har det Stora magellanska molnet bara små mängder av andra grundämnen [3]. Forskarlaget föreslår att den väldigt annorlunda galaktiska omgivningen har påverkat molekylbildande processer som pågår runt omkring den nyfödda stjärnan ST11. Detta skulle kunna förklarar den observerade skillnaden i kemisk sammansättning.

Om de stora, komplexa molekylerna som tidigare upptäckts i Vintergatan också finns i varma molekylkärnor i andra galaxer är fortfarande oklart. Komplexa organiska molekyler är speciellt intressanta eftersom vissa av dem kan kopplas samman med prebiotiska molekyler som bildas i rymden. Detta nyligen upptäckta objekt är en av våra närmaste galaktiska grannar och ett utmärkt mål för att hjälpa astronomer ta itu med detta. Men det väcker även en annan fråga: vilken påverkan har galaxernas kemiska mångfald på utvecklandet av extragalaktiskt liv?

Noter

[1] ST11:s fullständiga beteckning är 2MASS J05264658-6848469. Denna unga massiva stjärna är definerad som ett Ungt stjärnobjekt (young stellar object på engelska). Även om det just nu ser ut att vara en enda stjärna, är det möjligt att det visar sig vara en tätpackade hop av stjärnor, eller möjligen ett stjärnsystem bestående av flera stjärnor. Forskarlaget riktade sina observationer mot detta objekt och resultaten ledde till insikten att ST11 omges av en varm molekylär kärna.

[2] En het molekylkärna måste uppfylla en rad kriterier. Den ska vara relativt liten, med en diameter på mindre än 0,3 ljusår; dess täthet ska överstiga tusen miljarder molekyler per kubikmeter (betydligt lägre än på jorden, men för högt för att vara en interstellär miljö). Den ska också vara varm, med temperatur högre än -173 grader Celsius, vilket innebär att en het molekylkärna är minst 80 grader Celsius varmare än ett vanligt molekylmoln, fast med liknande täthet.

[3] De kärnfusionreaktioner som sker när en stjärna har slutat slå samma väte till helium skapar tyngre grundämnen. Dessa tyngre grundämnen kastas ut i rymden när tunga stjärnor dör genom att explodera som supernovor. Allt eftersom universum blir äldre, så ökar på detta sätt också mängden av tyngre grundämnen. Tack vare dess låga halt av tyngre grundämnen ger det Stora magellanska molnet en inblick i de kemiska processerna som rådde i det unga universum.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel i tidskriften Astrophysical Journal som publicerades den 9 augusti 2016, med titel The Detection of a Hot Molecular Core in the Large Magellanic Cloud with ALMA.

Forskarlaget består av Takashi Shimonishi (Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences & Astronomiska institutet, Tohoku universitet, Japan), Takashi Onaka (Institutionen för astronomi, Tokyos universitet, Japan), Akiko Kawamura (Japans nationella astronomiska observatorium, Japan) och Yuri Aikawa (Centrum för beräkningsvetenskap, Tsukubas universitet, Japan).

ALMA är en internationell anläggning för astronomi och är ett samarbete mellan ESO, National Science Foundation i USA och Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samverkan med Chile. ALMA stöds av ESO åt dess medlemsländer, av NSF i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) och Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC) samt av NINS i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan och Koreas Institut för astronomi och rymdforskning (KASI).
Byggandet och drivandet av ALMA leds av ESO av dess medlemsstater; av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som förvaltas av Associated Universities, Inc. (AUI), på uppdrag av Nordamerika; och av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) på uppdrag av Östasien. Joint ALMA Observatory (JAO) bidrar med enhetlig ledning och styrning av byggandet, driftsättning och drift av ALMA.

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Onsala, Sverige
Tel: 031 772 5500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Takashi Shimonishi
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences
Tohoku University, Sendai, Miyagi, Japan
E-post: shimonishi@astr.tohoku.ac.jp

Masaaki Hiramatsu
NAOJ Chile Observatory EPO officer
Tel: +81 422 34 3630
E-post: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1634, som tagits fram inom ramarna för ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer som fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Robert Cumming.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso1634sv
Namn:2MASS J05264658-6848469
Typ:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Young Stellar Object
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016ApJ...827...72S

Bilder

Illustration av den heta molekylkärnan som upptäckts i det Stora magellanska molnet
Illustration av den heta molekylkärnan som upptäckts i det Stora magellanska molnet
ALMA:s observationer och området kring ST11 i infrarött ljus
ALMA:s observationer och området kring ST11 i infrarött ljus

Se även