För första gången, astronomer har observerat ett transportband från utkanten av ett stjärnbildande tätt moln som direkt avsätter material nära ett par unga bildande stjärnor. Forskare vid det tyska Max Planck-institutet för utomjordisk fysik (MPE) och det franska Institut de Radioastonomie Millimétrique (IRAM) fann att gasrörelser i transportbandet, döpt till en "streamer, " främst lyda gravitationskraften från den innersta delen av kärnan, nära protostjärnparet. Streamern levererar en stor mängd gas med kemikalier som nyligen producerats i modermolnet som omger den stjärnbildande regionen direkt till de unga protostjärnorna i mitten av kärnan. Dessa resultat är slående bevis på att den storskaliga miljön runt bildande av stjärnor har ett viktigt inflytande på småskalig skivbildning och evolution.

I den allmänna bilden av stjärnbildning, ett tätt och kallt område (kallat ett hölje) bildas inuti ett mycket större och fluffigare molekylärt moln. Molnmaterial virvlar och flyter inåt mot mitten av kuvertet, där en framtida stjärna kommer att födas, materialet blir ännu tätare och plattar till en skiva. Unga protostjärnor i mitten av skivan matar och får sin massa direkt från skivan. Nu, för första gången, en ljus streamer av material som förbinder den yttersta delen av höljet med det inre området där skivor bildas har observerats i Perseus Molecular Cloud. Med streamern som hjälper till att återförse diskskaleområdet med mer material när det konsumeras av det binära systemet, modermolnet kan fortsätta att hjälpa de unga protostjärnorna och deras protoplanetära skivor att växa.

"Numeriska simuleringar av diskbildning fokuserar vanligtvis på enstaka protostjärnsystem, " förklarar Jaime Pineda från MPE, som leder studien. "Våra observationer tar idén ett steg längre, genom att studera en streamer av kemiskt färskt material från stora avstånd ner till skalor där vi förväntar oss att en skiva bildas runt ett nära par unga protostjärnor." Astronomerna använde Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) för att studera den unga Per-emb-2 (IRAS 03292+3039) proto-stellärt binärt system. Det binära systemet har visat viss variation eller flimmer i tidigare observationer, antyder att det kan vara ett intressant mål att studera miljöns påverkan på småskalig stjärnbildning.

Teamet observerade flera molekyler, vilket gjorde det möjligt för dem att mäta gasrörelserna och upptäcka ett flöde av material längs streamern från de yttre delarna av kuvertet på ett avstånd av cirka 10, 500 AU ner till den skivformande vågen. Både platserna och gasens hastighet överensstämde väl med en teoretisk modell av en ström av material som fritt faller från stor till liten skala, bekräftar att streamerns dynamik styrs av den mest täta centrala delen av systemet. "Det är inte så ofta som teorier och observationer matchar så tydligt. Vi var glada över att se denna bekräftelse på vad teleskopets bilder försökte berätta för oss, " säger medförfattaren Dominique Segura-Cox från MPE. Uppskattningar av massan av material som strömmar in i den inre kärnan varierar från 0,1 till en solmassa, vilket är en avsevärd bråkdel av den totala massan i det täta stjärnbildande täta molnet (cirka tre solmassor).

"Streamern måste verkligen ta in kemiskt färskt material från de yttre regionerna på en relativt kort tidsskala, ", tillägger Pineda. "Den tydliga identifieringen av en så stor reservoar av färskt material i nästan fritt fall är anmärkningsvärd." Detta visar tydligt att nytt material kan forma gasens morfologi och rörelser i unga stjärnsystem. "Den kemiska sammansättningen av de växande och utvecklande protoplanetära skivorna kommer också att påverkas av detta nya fenomen.", avslutar Paola Caselli, direktör på MPE och en del av teamet. "Molekylen som gjorde det möjligt för oss att upptäcka streamern har tre kolatomer (HCCCN), som sedan kommer att vara tillgänglig för att berika organisk kemi (på väg mot prebiotiska föreningar) under planetens sammansättning." Detta nya sätt att leverera material till den centrala regionen har viktiga konsekvenser för hur unga skivor bildas och växer. Dock, det är fortfarande oklart hur ofta och hur länge denna process kan inträffa i utvecklingen av unga stjärnsystem, så det behövs mer detaljerade observationer av unga proto-stjärnor.