Et internationalt team af astronomer har debunkert en langvarig tro på, hvordan stjerner dannes.
Siden 1950'erne mente astronomer, at grupper af nyfødte stjerner overholdt de samme regler for stjernedannelse, hvilket betød, at forholdet mellem massive stjerner og lysere stjerner stort set var det samme fra galakse til galakse. For hver stjerne, der er 20 gange mere massiv end Solen eller større, for eksempel ville der være 500 stjerner, der er lig med eller mindre end solens masse.
”Dette var en virkelig nyttig idé. Desværre ser det ud til ikke at være sandt, ”sagde teamforsker Dr. Gerhardt Meurer fra Johns Hopkins University i Baltimore.
Denne massefordeling af nyfødte stjerner kaldes den 'indledende massefunktion' eller IMF. Det meste af det lys, vi ser fra galakser, kommer fra stjernerne med den højeste masse, mens den samlede masse i stjerner domineres af de lavere massestjerner, som ikke kan ses, så IMF har konsekvenser for nøjagtigt at bestemme galaksenes masse. Ved at måle lysmængden fra en befolkning af stjerner og foretage nogle korrektioner for stjernernes aldre, kan astronomer bruge IMF til at estimere den samlede masse af den befolkning af stjerner.
Resultater for forskellige galakser kan kun sammenlignes, hvis IMF er den samme overalt, men Dr. Meurers team har vist, at dette forhold mellem højmasse og lavmasse nyfødte stjerner adskiller sig mellem galakser. Små ‘dværg’ galakser danner for eksempel mange flere stjerner med lav masse end forventet.
For at nå frem til dette fund brugte Dr. Meurers team galakser i HIPASS-undersøgelsen (HI Parkes All Sky Survey) udført med Parkes radioteleskop nær Sydney, Australien. En radioundersøgelse blev brugt, fordi galakser indeholder betydelige mængder neutral brintgas, råmaterialet til dannelse af stjerner, og det neutrale brint udsender radiobølger.
Holdet målte to sporstoffer efter stjernedannelse, ultraviolet og H-alfa-emissioner, i 103 af undersøgelsesgalakserne ved hjælp af NASAs GALEX-satellit og det 1,5 m lange CTIO-teleskop i Chile.
Valg af galakser på grundlag af deres neutrale brint gav en prøve af galakser med mange forskellige former og størrelser, uvildig efter deres stjernedannelseshistorie.
H-alpha-emission sporer tilstedeværelsen af meget massive stjerner kaldet O-stjerner, fødslen af en stjerne med en masse mere end 20 gange solens.
UV-emissionen sporer både O-stjerner og de mindre massive B-stjerner - generelt stjerner mere end tre gange solens masse.
Meurer's hold fandt, at forholdet mellem H-alpha og UV-emission varierede fra galakse til galakse, hvilket antyder, at IMF også gjorde, i det mindste i sin øvre ende.
”Dette er kompliceret arbejde, og vi har nødvendigvis været nødt til at tage højde for mange faktorer, der påvirker forholdet mellem H-alfa og UV-emission, såsom det faktum, at B-stjerner lever meget længere end O-stjerner,” sagde Dr. Meurer.
Dr. Meurers team antyder, at IMF synes at være følsom over for de fysiske forhold i den stjernedannende region, især gastryk. F.eks. Er det mest sandsynligt, at massive stjerner dannes i miljøer med højt tryk, såsom tæt bundne stjerneklynger.
Holdets resultater giver en bedre forståelse af andre for nylig observerede fænomener, der har forvirret astronomer, såsom variation af forholdet mellem H-alfa og ultraviolet lys som en funktion af radius inden for nogle galakser. Dette giver nu mening, da den stjerneblanding varierer, når trykket falder med radius, ligesom trykket varierer med højden på Jorden.
Arbejdet bekræfter tentative forslag fremsat først af Veronique Buat og samarbejdspartnere i Frankrig i 1987, og derefter en mere omfattende undersøgelse sidste år af Eric Hoversteen og Karl Glazebrook, der arbejdede ud fra Johns Hopkins og Swinburne Universiteter, der antydede det samme resultat.
Kilde: CSIRO
