När man undersökte mitt i ett stort kluster av stjärnor var forskare en stor överraskning: de upptäckte flera strömmar av interstellär gas, vars korsning bildade en struktur som liknade en timglas med sin ovanliga form. I djupet av dessa strömmar var dolda två jätte nybildade stjärnor.
Liknande strukturer, med sin form som liknar en timglas, observeras i områden med lågmassestjärnabildning. För första gången hittades en ström av interstellär gas innehållande metanol inom området för massformig stjärnformning, och som forskare har sagt kan detta hjälpa till att söka utrymmen som är svåra att komma åt.
Att göra observationer med Atakama Large Millimeter / Submillimeter Grid (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array, ALMA), ett enormt kraftfullt radioteleskop i Chile, studerade ett internationellt team av astronomer en plats med en hög stellärdensitet som heter IRAS 16547-4247. På grund av det faktum att stora massestjärnor bildas i komplexa miljöer med flera protostrar - damm- och gasskyer, från vilka stjärnor slutligen uppstår - som ligger långt bort från jorden, är detta område fortfarande tillgängligt endast för ett sådant teleskop ALMA.
"Även om många astronomer föreslog att denna region med högmassestjärnaformation skulle kunna vara platsen för stjärnformation, så tillåter de befintliga teleskopen oss inte att undersöka kinematiken av stjärngas nära stora massor, säger Yui Higuchi, chefforskare vid Ibaraki University i Japan. Forskare kan studera stjärnor som är jämförbara med solen ganska enkelt, men naturen hos stjärnor med massor mer än 10 gånger solens massa är ganska svårt för dem att förstå. Medan stjärnorna, som liknar solen, är nära och vanliga, är stora stjärnor långt borta, och det är mycket svårt att hitta dem. Den närmaste regionen med hög massstjärtbildning är Orion-nebeln, belägen cirka 1500 ljusår från jorden.
ALMA: s höga vinkelupplösning gör det möjligt för forskare att tränga in i damm och gas i avlägsna områden där stjärnbildningen äger rum och att göra detaljerade observationer. Tidigare observationer av IRAS 16547-4247, klyftor som avger infraröd ljus omkring 9.500 ljusår från jorden i riktning mot konstellationsskorpionen, visade två gasflöden som kan avge både en enda stjärna och flera olika källor, inklusive ett ljust föremål i mitten av klustret.
Under dammavkänning av ALMA upptäckte forskare att regionen innehåller två kompakta gasmoln med hög densitet, vars massa är 10-20 gånger solens massa. Astronomer tror att inuti var och en av dessa gaskokonger är en nybildad högmassestjärna.
Observationer gjorda med hjälp av ALMA visade att det tidigare upptäckta gasflödet riktade från norr till söder visade sig vara faktiskt två strömmar, varav en sträcker sig från norr till söder och den andra smalnar från öst till väst. Nya höghastighetsflöden upptäcktes också. Eftersom en stjärna endast kan avge ett par strömmar från polerna, har forskare dragit slutsatsen att processen med att flera stjärnor föder upp äger rum i detta område. Titta på metanolmolekylerna som åtföljer kolmonoxidmolekylerna som härrör från detta område, fann gruppen att de bildar en timglasstruktur med IRAS 16547-4247 i mitten. Tidigare hittades sådana formationer endast i områden med lågmassestjärnabildning, och för första gången hittades en sådan struktur i området med högmassestjärnabildning.
"ALMA gjorde det möjligt för oss att se komplexa stjärnkluster som är jämnt sju gånger längre från jorden än Orion-nebulaen, med den högsta upplösningen", säger Higuchi i ett uttalande. "ALMA kommer att bli ett oumbärligt hjälpmedel vid framtida utforskning av områden med hög stjärndensitet."
Resultaten publicerades i Astrophysical Journal Letters i april.
