ALMA CO-karta överlagd med de närmande (blå) och vikande (röda) explosiva filamenten i G5.89−0.39-utflödet. Platserna för källorna med namnet Feldts stjärna (rosa cirkel) och Pugas stjärna (brun cirkel) visas i mitten av det explosiva utflödet. Den grå kvadraten markerar ursprunget till utflödet. Kredit:Institutet för astrofysik och astronomi, Academia Sinica
Fenomenet molekylärt utflöde upptäcktes först på 1980-talet. Rörelser med mycket hög hastighet detekterades i linjevingarna på kolmonoxid (CO) molekylen, ses mot unga bildande stjärnor. Höghastighetsrörelserna kunde uppenbarligen inte vara gravitationsbundna rörelser (såsom infall eller rotation) på grund av de erforderliga stora gravitationsmassorna. De första upptäckterna var faktiskt i de extremt ljusa CO-linjerna i centrum av Orionnebulosorna, som sågs redan när CO först upptäcktes i det interstellära mediet.
Med efterföljande upptäckt av molekylära utflöden i många källor, de blev erkända som ett allestädes närvarande och nödvändigt stadium i stjärnbildningen. Överskott av vinkelmomentum fördes utåt av det molekylära utflödet, vilket gjorde att det återstående materialet kunde falla på stjärnkärnan. Dessa utflöden var sedan förknippade med byggandet av själva stjärnan. Dock, det visar sig att de typiskt bipolära molekylära utflödena i stjärnor med låg massa sannolikt inte är desamma som utflödet i Orion. De nya resultaten som rapporteras här, är ett andra exempel på ett utflöde som Orion, efter cirka 40 år.
Bildandet av massiva stjärnor, det är, de som har en massa som är tio eller fler gånger vår sols massa, är fortfarande långt ifrån klart förstådd. Under en lång tid, många astronomer tror att den här typen av jättestjärnor kan bildas på ett liknande sätt som deras mindre kusiner, stjärnor med massor som liknar vår sol. I denna bild, de massiva stjärnorna växer upp i tysta miljöer och får massa via ackretion från stora cirkumstellära skivor och når fredligt sina slutliga massor. Dock, detta verkar inte vara regeln.
ALMA SiO(5-4) moment-noll (övre panel) och moment-one (nedre panel) överlagrade med 1,3 mm kontinuumemission i vita konturer som spårar stjärnbildningsområdet. Platsen för källorna med namnet Feldts stjärna (rosa cirkel) och Pugas stjärna (cyan cirkel) visas i mitten av det explosiva utflödet. Kredit:Institutet för astrofysik och astronomi, Academia Sinica
Med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astronomer fångade en våldsam explosion från ett område på himlen som bildar massiva stjärnor och som astronomerna namngav som G5.89-0.39 på grund av dess galaktiska koordinater. En sådan explosion identifierades med hjälp av millimetervågemissionen från två enkla molekyler, kolmonoxid (CO) och kiselmonoxid (SiO). Dessa molekyler är kända för att spåra stötar, med överljudsrörelser, i täta och mörka områden av gas där bildandet av stjärnorna äger rum. Men de explosiva höghastighetsrörelserna skiljer sig fundamentalt från de molekylära utflödena i stjärnor med låg massa.
Explosionen verkar ha inträffat omkring 1, 000 år sedan och har frigjort en stor mängd energi. Även om den frigjorda energin är mindre än den som produceras av supernovorna som uppstår i slutet av massiva stjärnors liv, denna explosion var oväntad i dessa mycket tidiga skeden. ALMA-observationerna avslöjade ett trettiotal molekylära "kulor, " radiellt flödande utåt. Rörelserna verkar vara impulsiva till sin natur, inträffar i ett ögonblick, och de pekar bakåt i tiden på ett joniserat område som möjligen bildats av de höga temperaturerna på grund av explosionen. "Det som är spännande är att det inte finns några kända massiva unga stjärnor i explosionens centrum, " säger Masao Saito en astronom vid NAOJ. De unga massiva stjärnorna migrerade förmodligen från sin födelseplats efter en våldsam dynamisk interaktion. Eftersom de massiva stjärnorna alltid bildas i kluster, sådana interaktioner kan vara ganska vanliga. Den impulsiva explosiva karaktären hos detta utflöde skiljer sig fundamentalt från det stadiga molekylära utflödet från solliknande stjärnor.
Tredimensionell animering av den explosiva händelsen i G5.89−0.39. De radiella blåskiftade och rödskiftade hastigheterna visas från blå till röda färger. Animationen börjar med en vy uppifrån och ner och sedan från vänster till höger. Animationens varaktighet är cirka 10 sekunder. Kredit:Institutet för astrofysik och astronomi, Academia Sinica
"Denna typ av explosiva utflöden föreslås drivas av frigörandet av gravitationsenergi som är associerad med bildandet av en näraliggande stellar massiv binär eller kanske till och med en protostellär sammanslagning, " förklarar Paul Ho, Erkänd forskarassistent, Akademiker vid Academia Sinica. Detta utflöde liknar till sin natur fallet i Orion. G5.89-0.39 är det andra tydliga exemplet på denna nya familj av molekylära flöden relaterade till bildandet av ett kluster av massiva stjärnor.
Den impulsiva karaktären av detta explosiva utflöde, och den korta varaktigheten av denna utflödesfas, kan göra deras upptäckt till ett sällsynt fenomen. "Om tillräckligt många av dessa utflöden kan upptäckas i framtiden, sammanslagning av stjärnhopar kan vara en viktig bildningsmekanism för massiva stjärnor, " säger Luis Zapata, chefen för Institutet för radioastronomi och astrofysik i Mexiko.