Ett internationellt team ledd av forskare vid CNRS, Université Grenoble Alpes och den franska kommissionen för alternativ energi och atomenergi (CEA) har utmanat nuvarande idéer om stjärnbildning. Publicerad i Natur astronomi , fynden kan utmana det utbredda antagandet att massfördelningen av en population av stjärnbildande kärnor är identisk med den för stjärnorna de leker.

I rymden, gömd bakom nebulosans dammiga slöjor, gasmoln klumpar ihop sig och kollapsar, bildar strukturerna från vilka stjärnor föds:stjärnbildande kärnor. Dessa samlas, ackumulerar materia och fragment, som så småningom ger upphov till en klunga av unga stjärnor med olika massor, vars distribution beskrevs av Edwin Salpeter som en astrofysisk lag 1955.

Astronomer hade redan lagt märke till att förhållandet mellan massiva objekt och icke-massiva objekt var detsamma i hopar av stjärnbildande kärnor som i hopar av nybildade stjärnor. Detta antydde att massfördelningen av stjärnor vid födseln, känd som IMF1, var helt enkelt resultatet av massfördelningen av kärnorna från vilka de bildades, känd som CMF2. Dock, denna slutsats är resultatet av studien av de molekylära molnen närmast vårt solsystem, som inte är särskilt täta och därför inte särskilt representativa för mångfalden av sådana moln i galaxen. Är förhållandet mellan CMF och IMF universellt? Vad observerar vi när vi tittar på tätare, mer avlägsna moln?

Det här var frågorna som ställdes av forskare vid Grenoble Institute of Planetology and Astrophysics (CNRS/Université Grenoble Alpes) och Astrophysics, Instrumenterings- och modelleringslaboratorium, (CNRS/CEA/Université Paris Diderot)3 när de började observera den aktiva stjärnbildningsregionen W43-MM1, vars struktur är mycket mer typisk för molekylära moln i vår galax än de som observerats tidigare. Tack vare den oöverträffade känsligheten och rumsliga upplösningen hos ALMA-antennuppsättningen i Chile, forskarna kunde fastställa en statistiskt robust kärnfördelning över ett oöverträffat utbud av massor, från stjärnor av soltyp till stjärnor 100 gånger mer massiva. Till deras förvåning, distributionen lydde inte Salpeters lag från 1955.

Det visade sig att, i molnet W43-MM1, det fanns ett överflöd av massiva kärnor, medan mindre massiva kärnor var underrepresenterade. Dessa resultat ifrågasätter inte bara förhållandet mellan CMF och IMF, men även IMF:s förment universella karaktär. Massfördelningen av unga stjärnor kanske inte är densamma överallt i vår galax, i motsats till vad som för närvarande antas. Om så visar sig vara fallet, forskarsamhället kommer att tvingas ompröva sina beräkningar om stjärnbildning och, så småningom, alla uppskattningar som beror på antalet massiva stjärnor, såsom den kemiska anrikningen av det interstellära mediet, antalet svarta hål och supernovor, etc.

Teamen kommer att fortsätta sitt arbete med ALMA inom ett konsortium på ett fyrtiotal forskare. Deras mål är att studera 15 regioner som liknar W43-MM1 för att jämföra deras CMF och försäkra sig om huruvida egenskaperna hos detta moln kan generaliseras.