Dus hoe groeien zeldzame massieve sterren 10 tot 150 keer de massa van onze zon? Het blijkt dat een standaard stervormende nevel veel te koud is om grote sterren te vormen. Dus hoe kunnen deze wolken van gas en stof zo worden voorbereid dat er massieve sterren kunnen ontstaan? Antwoord: Laat kleine sterren het harde werk doen en die nevel opwarmen ...
Dit is de ultieme stellaire crèche. Stervormende nevels zijn uitgestrekte delen van de ruimte gevuld met gas en stof. Proto-sterren hebben veel waterstof nodig om zich te vormen en fusiereacties te veroorzaken in hun jonge kernen. Hoe groter de nevel, hoe groter de ster ... of dat zou je denken.
Het probleem met deze jonge nevels is dat ze koud zijn; in feite zijn ze erg koud. Typische interstellaire waterstofwolken hebben temperaturen die zeer dicht bij het absolute nulpunt liggen (de laagst mogelijke temperatuur) vanwege het gebrek aan warmte in de verre uithoeken van de kosmos. Koude wolken fragmenteren heel gemakkelijk, breken op en vormen kleinere wolken waterstof. Uiteindelijk zullen ze instorten om sterren te vormen, maar deze sterren zullen erg klein zijn vanwege het gebrek aan brandstof in het nevelfragment. Als dit het geval is, hoe worden dan massieve sterren - degenen die verantwoordelijk zijn voor het produceren van zware elementen, waaronder iets zwaarder dan helium - überhaupt gevormd? Alle stof- en gaswolken zijn toch koud en dus fragmentarisch en produceren slechts kleine sterren?
Uit onderzoek gepubliceerd in Natuur deze week door Christopher F. McKee (een professor van UC Berkeley) en Mark R. Krumholz (Hubble postdoctoraal onderzoeker bij Princeton), is er een mogelijke oplossing voor dit probleem. Misschien vormen jonge sterren een warmtebron om de omringende nevel op te warmen, waardoor wordt voorkomen dat het omringende gas zich fragmenteert, waardoor het ineenstort tot steeds grotere sterren.
Beginnend bij temperaturen die slechts 10-20 graden boven het absolute nulpunt liggen, kunnen wolken die worden verwarmd door jonge sterren driemaal zo hoog worden. Onderzoekers realiseren zich echter dat een enorme stervormende wolk enkele honderden graden warmer moet zijn dan het absolute nulpunt om te voorkomen dat de hele wolk fragmenteert, maar ze begrijpen ook dat de "verwarmingszone" voor elke kleine ster beperkt is in minder dichte wolken. Deze situatie verandert wanneer de stervormende wolk dicht is. De invloedszone die elke kleine ster heeft, omvat de hele nevel. Dit samenwerkende verwarmingseffect door de kleine sterren voorkomt fragmentatie en zorgt ervoor dat grotere hoeveelheden gas kunnen instorten, waardoor massieve sterren ontstaan.
“Alleen de vorming van deze lage-massa sterren verhit de wolk voldoende om de fragmentatie tegen te gaan. Het is alsof de koude moleculaire wolk begint met het maken van sterren met een lage massa, maar door verhitting wordt die fragmentatie gestopt en gaat de rest van het gas over in één grote ster. ' - Christopher F. McKee.
Een warmere wolk is een grotere wolk, die zorgt voor meer brandstof, waardoor er massieve sterren kunnen ontstaan. Het is de ultieme stellaire kinderkamer; massieve sterren kunnen zich pas vormen als hun kleinere (en oudere) broers en zussen het kosmische nest opwarmen zodat ze kunnen gedijen.
Bekijk de verbluffende simulatie van een enorme stervorming in een warme wolk (24Mb, .mpg)
Bron: UC Berkley News
