Lehdistötiedote

ALMA:n valmistumista edeltävä tutkimus paljasti aluillaan olevan hirviötähden

10. heinäkuuta 2013

Uudet ALMA-teleskoopilla (Atacama Large Millimetre/submillimetre array) tehdyt havainnot ovat paljastaneet tähtitieteilijöille tähän mennessä parhaan näkymän pimeässä pilvessä muodostumassa olevasta hirviötähdestä. Suurin Linnunradassa koskaan havaittu, yli 500 kertaa Auringon massainen tähtikohtu on havaittu ja se kasvaa yhä. Pilvessä aluillaan oleva tähti hotkii ahnaasti sisään syöksyvää materiaa. Pilven odotetaan synnyttävän jopa 100 kertaa Auringon massaisen, hyvin kirkkaan tähden.

Galaksin massiivisimmat ja kirkkaimmat tähdet muodostuvat viileissä ja pimeissä pilvissä, mutta syntyprosessi ei ole vain tomun peitossa vaan myös täysi arvoitus [1]. Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on nyt käyttänyt ALMA:a suorittaakseen teleskoopin valmistumista edeltävän tutkimuksen saadakseen selvemmän kuvan yhden tällaisen, yhdentoista tuhannen valovuoden etäisyydellä olevan hirviötähden muodostumisesta. Tähti on pilvessä, jota kutsutaan nimellä Spitzer Dark Cloud (SDC) 335.579-0.292.

Kaikkein massiivisimpien tähtien muodostumisesta on kaksi teoriaa. Toinen esittää, että pimeä emopilvi pirstaloituu ja muodostaa useita pieniä ytimiä, jotka luhistuvat itsestään ja muodostavat ennen pitkää tähtiä. Toinen teoria on paljon dramaattisempi: koko pilvi alkaa luhistua kasaan ja materiaa syöksyy kohti pilven keskustaa muodostamaan sinne yhden tai useamman hirviön. Nicolas Peretton (CEA/AIM Paris-Saclay, Ranska ja Cardiff University, Iso-Britannia) johtama tutkimusryhmä huomasi, että ALMA oli täydellinen työkalu selvittämään mitä oikeastaan oli tapahtumassa.

SDC335.579-0.292 paljastui aluksi tummien, tiheiden kaasu- ja tomurihmojen dramaattisena ympäristönä NASA:n Spitzer-avaruusteleskoopin ja ESA:n Herschelin avaruusobservatorion havainnoissa. Nyt tutkimusryhmä on käyttänyt ALMA:n ainutkertaista herkkyyttä selvittääkseen yksityiskohtaisesti sekä tomun määrän että kaasun liikkeet tumman pilven sisällä ja he ovat löytäneet todellisen hirviön.

"ALMA:n merkittävät havainnot tekivät mahdolliseksi saada ensimmäinen todella perusteellinen kuva siitä, mitä tämän pilven sisällä on tapahtumassa," sanoo Peretto. "Me halusimme nähdä kuinka hirviötähdet muodostuvat ja kasvavat. Me todellakin saavutimme tavoitteemme! Yksi löytämistämme kohteista on täydellinen jättiläinen — suurin Linnunradasta milloinkaan löydetty tähden syntyä edeltävä ydin."

Tämän ytimen, aluillaan olevan tähden kohdun, ympärillä kieppuu yli 500 Auringon massaa [2]. ALMA:n havainnot osoittavat, että paljon enemmän materiaa virtaa yhä sisään ja kasvattaa massaa entisestään. Tämä materia luhistuu ennen pitkää ja muodostaa nuoren tähden, joka on jopa 100 kertaa massiivisempi kuin oma kotitähtemme. Se on hyvin harvinainen peto. 

"Vaikka me uskoimme jo, että alue on hyvä ehdokas massiiviseksi tähtienmuodostuspilveksi, emme odottaneet löytävämme näin massiivista aluillaan olevaa tähteä sen keskustasta," sanoo Peretto. "Tämän kohteen odotetaan muodostavan tähden, joka on jopa 100 kertaa massiivisempi kuin Aurinko. Vain noin yksi kymmenestä tuhannesta Linnunradan tähdestä saavuttaa tällaisen massan!"

"Nämä tähdet eivät ole vain harvinaisia, vaan niiden syntymä on äärimmäisen nopea ja niiden lapsuus lyhyt, joten sellaisen, massiivisen kohteen löytäminen niin varhaisessa vaiheessa sen kehittymistä on vaikuttava tulos," lisää tutkimusryhmän jäsen Gary Fuller (Manchesterin yliopisto, Iso-Britannia).

Toinen ryhmän jäsen, Ana Duarte Cabral (Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Ranska) korostaa, että "ALMA-havainnot paljastavat loistavia yksityiskohtia tomun ja kaasun rihmamaisen verkoston liikkeistä ja osoittavat, että valtava määrä kaasua virtaa sisään tiiviisiin keskiosiin". Tämä tukee vahvasti laajan luhistumisen teoriaa massiivisten tähtien muodostuksessa, pirstaloitumisen sijaan.

Nämä havainnot ovat osa ALMA:n varhaisen tieteen vaihetta ja ne ovat käyttäneet vain neljännestä koko antennisarjasta. "Me onnistuimme saamaan nämä hyvin yksityiskohtaiset havainnot käyttäen vain murto-osaa ALMA:n täydestä tehosta," päättää Peretto. "ALMA tulee varmasti mullistamaan tietämyksemme tähtienmuodostuksesta ratkaisten joitakin tämänhetkisiä ongelmia, ja herättäen varmasti uusia."

Lisähuomiot

[1] Tähtitieteilijät käyttävät ilmaisua "massiiviset tähdet" kuvaamaan noin tai yli kymmenen Auringon massaisia tähtiä. Ilmaisu liittyy tähden massaan, ei sen kokoon.

[2] Tämä tähtienmuodostusalue on muodostamassa lukuisia tähtiä. 500 Auringon massainen ydin on kaikkein massiivisin useista.

Lisätietoa

Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) on yhteistyöhanke johon osallistuvat Eurooppa, Pohjois-Amerikka ja Itä-Aasia yhteistyössä Chilen kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa, ja Itä-Aasiassa Japanin kansalliset luonnontieteelliset instituutit (NINS) yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa Euroopan osalta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa “Global collapse of molecular clouds as a formation mechanism for the most massive stars”, joka ilmestyy julkaisusarjassa Astronomy & Astrophysics.

Tutkimusryhmään kuuluvat N. Peretto (CEA/AIM Paris Saclay, Ranska; University of Cardiff, Iso-Britannia), G. A. Fuller (University of Manchester, Iso-Britannia; Jodrell Bank Centre for Astrophysics ja UK ALMA Regional Centre Node), A. Duarte-Cabral (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, Ranska), A. Avison (University of Manchester, Iso-Britannia; UK ALMA Regional Centre node), P. Hennebelle (CEA/AIM Paris Saclay, Ranska), J. E. Pineda (University of Manchester, Iso-Britannia; UK ALMA Regional Centre node; ESO, Garching, Saksa), Ph. André (CEA/AIM Paris Saclay, Ranska), S. Bontemps (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, Ranska), F. Motte (CEA/AIM Paris Saclay, Ranska), N. Schneider (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, Ranska) ja S. Molinari (INAF, Rooma, Italia).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia ALMA-teleskoopista

Yhteystiedot

Nicolas Peretto
School of Physics and Astronomy, Cardiff University
Cardiff, UK
Puh.: +44 29 208 75314
Sähköposti: Nicolas.Peretto@astro.cf.ac.uk

Gary Fuller
Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester
Manchester, UK
Puh.: +44 161 306 3653
Sähköposti: G.Fuller@manchester.ac.uk

Ana Duarte-Cabral
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Bordeaux, France
Sähköposti: Ana.Cabral@obs.u-bordeaux1.fr

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1331.