Stjärnbildning är ett av de viktigaste forskningsfälten inom astrofysik. Denna process, där gravitationsinstabilitet gör att gas kollapsar för att bilda mer kompakta strukturer och slutligen stjärnor, omfattar ett brett spektrum av fysiska skalor. Dessa inkluderar stjärnbildande galaxer i stor skala, individuella unga stjärnor med höljen och cirkumstellära skivor i mindre skala, och mellanliggande skalor som inkluderar gigantiska molekylära moln och protostellära kärnor.

Under de sista decennierna av 1900-talet, astronomer etablerade en välkänd stjärnbildningsrelation för mellanstora skalor som kallas Kennicutt-Schmidt-lagen. Nyare versioner av denna lag slår fast att den så kallade stjärnbildningshastigheten (SFR), som mäter takten med vilken stjärnor bildas i en galax eller ett molekylärt moln, är proportionell mot mängden tät gasmassa som finns i den galaxen eller det molekylära molnet. Den tidigare relationen bekräftar att stjärnbildningshastigheten uppmätt i galaxer är relaterad till massan av gas som omvandlas till stjärnor, som finns i de molekylära molnen som dessa galaxer är värd för, givet att det är här materialet som kommer att bilda stjärnor finns.

Å andra sidan, i den lilla skalan av stjärnbildning, det är också känt att det finns en korrelation mellan masstillväxthastigheten, som mäter den hastighet med vilken cirkumstellär gas faller på en stjärna i formation, och massan av de protoplanetära skivorna som omger unga stjärnor. Det är först nyligen som denna andra korrelation har bekräftats observationsmässigt, åtminstone i de stjärnbildande regionerna där båda parametrarna har mätts noggrant.

I ett verk som nyligen publicerats i Astronomi &Astrofysik tidskrift och leds av forskaren Ignacio Mendigutía, författarna har sammanställt tillgängliga data för SFR och de täta gasmassorna i ett prov av galaxer och en representativ grupp av molekylära moln inom Vintergatan, och tillgängliga data för ansamlingshastigheter och skivmassorna för ett representativt urval av unga stjärnor även i vår galax.

Det de har hittat är förvånande. En unik korrelation uppstår mellan de sammanställda uppgifterna, omfattar inte mindre än 16 storleksordningar och relaterar mycket olika fysiska skalor:individuella, unga stjärnor, molekylära moln, och galaxer. Mendigutía säger, "Vi har hittat en korrelation mellan den hastighet med vilken gas omvandlas till stjärnor och den täta gasmassan som är direkt kopplad till stjärnbildningen. Detta är förmodligen en av de bredaste empiriska relationerna som någonsin observerats, med tanke på att den omfattar ett enormt spektrum av skalor:från storlekar på hundratusentals ljusår i galaxer, till storlekar jämförbara med vårt solsystem i stjärnor."

Forskarna föreslår en "bottom-up"-hypotes för att förklara denna upptäckt och föreslå framtida observationer för att testa den. Enligt deras hypotes, korrelationen i galaxer och molekylära moln skulle vara resultatet av den mindre skala relationen mellan de individuella stjärnorna som de är värd för. "Efter den första överraskningen, det faktum att det vi observerar i enskilda stjärnor korrelerar med hela galaxer är vad man kan förvänta sig om mätningarna på båda skalorna är korrekta, avslutar Mendigutía.