Im Vergleich zu einigen anderen Galaxien in unserem Universum ist die Milchstraße ein eher subtiler Charakter. Tatsächlich gibt es Galaxien, die aufgrund des Vorhandenseins von warmem Gas in der Central Molecular Zone (CMZ) der Galaxie tausendmal so hell sind wie die Milchstraße. Dieses Gas wird durch massive Sternentstehungsschübe erhitzt, die das Supermassive Black Hole (SMBH) im Kern der Galaxie umgeben.
Der Kern der Milchstraße hat auch ein SMBH (Schütze A *) und alles Gas, das es braucht, um neue Sterne zu bilden. Aus irgendeinem Grund liegt die Sternentstehung in der CMZ unserer Galaxie jedoch unter dem Durchschnitt. Um dieses anhaltende Rätsel zu lösen, führte ein internationales Team von Astronomen eine umfassende Studie der CMZ durch, um nach Antworten zu suchen, warum dies der Fall sein könnte.
Die Studie mit dem Titel „Sternentstehung in einer Hochdruckumgebung: eine SMA-Ansicht des Staubkamms des Galaktischen Zentrums“ erschien kürzlich in der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Die Studie wurde von Daniel Walker vom Joint ALMA Observatory und dem National Astronomical Observatory of Japan geleitet und umfasste Mitglieder mehrerer Observatorien, Universitäten und Forschungsinstitute.
Für ihre Studie stützte sich das Team auf das Funkinterferometer Submillimeter Array (SMA), das sich auf Maunakea in Hawaii befindet. Was sie fanden, war eine Probe von dreizehn hochmassigen Kernen im „Staubkamm“ der CMZ, die in der Anfangsphase der Entwicklung junge Sterne sein könnten. Diese Kerne hatten eine Masse von 50 bis 2150 Sonnenmassen und Radien von 0,1 bis 0,25 Parsec (0,326 bis 0,815 Lichtjahre).
Sie bemerkten auch das Vorhandensein von zwei Objekten, bei denen es sich anscheinend um bisher unbekannte junge Protosterne mit hoher Masse handelte. Wie sie in ihrer Studie feststellten, deutete dies alles darauf hin, dass Sterne in CMZ trotz ihrer enormen Druckunterschiede ungefähr die gleiche Bildungsrate hatten wie die in der galaktischen Scheibe:
„Alle scheinen jung zu sein (vor UCHII), was bedeutet, dass sie Hauptkandidaten für die Darstellung der Anfangsbedingungen von Sternen und Subclustern mit hoher Masse sind. Wir vergleichen alle erkannten Kerne mit Kernen und Wolken mit hoher Masse in der galaktischen Scheibe und stellen fest, dass sie sich in Bezug auf Masse und Größe weitgehend ähneln, obwohl sie externen, um mehrere Größenordnungen höheren Drücken ausgesetzt sind. “
Um festzustellen, dass der Außendruck in der CMZ größer war, beobachtete das Team Spektrallinien der Moleküle Formaldehyd und Methylcyanid, um die Temperatur des Gases und seine Kinetik zu messen. Diese wiesen darauf hin, dass die Gasumgebung stark turbulent war, was sie zu dem Schluss führte, dass die turbulente Umgebung der CMZ für die Hemmung der Sternentstehung dort verantwortlich ist.
Wie sie in ihrer Studie feststellten, stimmten diese Ergebnisse mit ihrer vorherigen Hypothese überein:
„Die Tatsache, dass> 80 Prozent dieser Kerne in einer solchen Hochdruckumgebung keine Anzeichen von Sternentstehungsaktivität aufweisen, lässt den Schluss zu, dass dies ein weiterer Beweis für eine erhöhte kritische Dichteschwelle für die Sternentstehung in der CMZ aufgrund von ist Turbulenz."
Letztendlich hängt die Geschwindigkeit der Sternentstehung in einer CMZ nicht nur davon ab, dass sie viel Gas und Staub enthält, sondern auch von der Art der Gasumgebung selbst. Diese Ergebnisse könnten künftige Studien nicht nur über die Milchstraße, sondern auch über andere Galaxien informieren - insbesondere in Bezug auf die Beziehung zwischen supermassiven schwarzen Löchern (SMBHs), Sternentstehung und der Entwicklung von Galaxien.
Seit Jahrzehnten untersuchen Astronomen die zentralen Regionen von Galaxien in der Hoffnung, festzustellen, wie diese Beziehung funktioniert. Und in den letzten Jahren haben Astronomen widersprüchliche Ergebnisse erzielt, von denen einige darauf hinweisen, dass die Sternentstehung durch das Vorhandensein von SMBHs gestoppt wird, während andere keine Korrelation aufweisen.
Darüber hinaus haben weitere Untersuchungen von SMBHs und aktiven galaktischen Kernen (AGNs) gezeigt, dass möglicherweise keine Korrelation zwischen der Masse einer Galaxie und der Masse ihres zentralen Schwarzen Lochs besteht - eine weitere Theorie, die Astronomen zuvor unterschrieben haben.
Wenn wir verstehen, wie und warum die Sternentstehung in Galaxien wie der Milchstraße anders zu sein scheint, können wir diese anderen Rätsel lösen. Daraus ergibt sich mit Sicherheit ein besseres Verständnis der Entwicklung von Sternen und Galaxien im Laufe der kosmischen Geschichte.
