Astronomer som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gjorde en inventering av stjärnägg i stjärnbilden Oxen och avslöjade deras evolutionstillstånd. Den här folkräkningen hjälper forskare att förstå hur och när ett stjärnembryo förvandlas till en babystjärna djupt inne i ett gasformigt ägg. Dessutom, teamet hittade ett bipolärt utflöde, ett par gasströmmar, det kan vara ett bevis på en verkligt nyfödd stjärna.

Stjärnor bildas genom gravitationssammandragning av gasformiga moln. De tätaste delarna av molnen, kallas molekylära molnkärnor, är själva platserna för stjärnbildning och ligger främst längs Vintergatan. Taurus Molecular Cloud är ett av de aktiva stjärnbildande regionerna och många teleskop har riktats mot molnet. Tidigare observationer visar att vissa kärnor faktiskt är stjärnägg före stjärnornas födelse, men andra har redan spädbarnsstjärnor inuti.

En forskargrupp ledd av Kazuki Tokuda, en astronom vid Osaka Prefecture University och National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), utnyttjade ALMAs kraft för att undersöka stjärnäggens inre struktur. De observerade 32 stjärnlösa kärnor och nio kärnor med baby-protostjärnor. De upptäckte radiovågor från alla nio kärnor med stjärnor, men bara 12 av 32 stjärnlösa kärnor visade en signal. Teamet drog slutsatsen att dessa 12 ägg har utvecklat interna strukturer, vilket visar att de är mer utvecklade än de 20 ganska kärnor.

"Generellt, radiointerferometrar som använder många antenner, som ALMA, är inte bra på att observera särpräglade föremål som stjärnägg, " säger Tokuda. "Men i våra observationer, vi använde avsiktligt endast 7-metersantennerna från ALMA. Denna kompakta array gör att vi kan se objekt med jämn struktur, och vi fick information om stjärnäggens inre struktur, precis som vi tänkt."

Att öka avståndet mellan antennerna förbättrar upplösningen hos en radiointerferometer, men gör det svårt att upptäcka förlängda föremål. Å andra sidan, en kompakt array har lägre upplösning men tillåter oss att se utökade objekt. Det är därför teamet använde ALMA:s kompakta uppsättning 7-m antenner, så känd som Morita Array, inte den utökade uppsättningen av 12-m antenner.

De fann att det finns en skillnad mellan de två grupperna i gasdensiteten i mitten av de täta kärnorna. När tätheten i mitten av en tät kärna överstiger en viss tröskel, cirka en miljon vätemolekyler per kubikcentimeter, självgravitation leder till att ägget förvandlas till en stjärna.

En folkräkning är också användbar för att hitta ett sällsynt föremål. Teamet märkte att det finns en svag men tydlig bipolär gasström i ett stjärnägg. Storleken på bäcken är ganska liten, och ingen infraröd källa har identifierats i den täta kärnan. Dessa egenskaper matchar väl med de teoretiska förutsägelserna om en "första hydrostatisk kärna, " ett kortlivat föremål som bildades strax före födelsen av en babystjärna. "Flera kandidater för de första hydrostatiska kärnorna har identifierats i andra regioner, " förklarar Kakeru Fujishiro, en medlem av forskargruppen. "Detta är den första identifieringen i Taurus-regionen. Det är ett bra mål för framtida omfattande observationer."

Kengo Tachihara, en docent vid Nagoya University nämner japanska forskares roll i denna studie. "Japanska astronomer har studerat babystjärnorna och stjärnäggen i Oxen med hjälp av Nagoya 4-m radioteleskop och Nobeyama 45-m radioteleskop sedan 1990-talet. Och, ALMA:s 7-m array utvecklades också av Japan. Det nuvarande resultatet är en del av kulmen på dessa ansträngningar."

"Vi har lyckats illustrera tillväxthistorien för stjärnägg fram till deras födelse, och nu har vi etablerat metoden för forskningen, " sammanfattar Tokuda. "Detta är ett viktigt steg för att få en heltäckande förståelse för stjärnbildning."