Stjärnor är de motorer som driver universum. Utan dem skulle det inte finnas liv, och ändå förstår vi inte fullt ut hur de bildas. För elva miljarder år sedan, ungefär tre miljarder år efter Big Bang, genomgick universum en babyboom av stjärnbildning, ett event som har format hur universum ser ut idag.
Kunskap om stjärnornas födsel är central för att förstå vad vi kan se i det tidiga universum, och för att förstå utvecklingen över tid. Det finns många modeller som förklarar stjärnbildning, men flera av dem är motsägelsefulla. Så vad gör denna nya observation så speciell?
Lilla magellanska molnet är en av våra närmaste galaktiska grannar. Inom galaxen finns NGC 436, ett enormt, spiralformat kluster av gas och stoff där stjärnor bildas. I en flodliknande rörelse förs stjärnor och gas från den yttre armen på spiralen mot mitten av klustret. Det föder stjärnbildning i hjärtat av klustret på ett mer effektivt sätt än man tidigare trott.
Det som gör observationen särskilt intressant är galaxens kemiska sammansättning. Lilla magellanska molnet har en enklare komposition än Vintergatan, vilket gör den mer lik de galaxer som fanns i det tidiga universum när tyngre grundämnen var mer knappa. På grund av detta brinner stjärnorna i Lilla magellanska molnet varmare, och tar slut på bränsle snabbare än de i Vintergatan.
Att lära sig hur stjärnorna bildas i Lilla magellanska molnet ger oss ny information om hur eldstormar från bildandet av en stjärna kan ha tett sig tidigt i universums historia.
Två studier – ett resultat
Det stjärnbildande området NGC 346 är med rymdmått mätt ganska litet, bara 150 ljusår i diameter och med en massa motsvarande 50 000 solar.
Det krävdes den kombinerade kraften av Hubble och ESO:s Very Large Telescope (VLT) för att reda ut fenomenet och förstå den spiralformade rörelsen. Märkligt nog kom två forskarteam fram till samma slutsats oberoende av varandra, trots att de använde två helt olika metoder och verktyg.
Med hjälp av elva år av data från Hubble mätte astronomen Elena Sabbi och hennes team, från Space Telescope Science Institute i Baltimore, förändringar i stjärnornas positioner i NGC 346. Stjärnorna i regionen rör sig med en medelhastighet på 3 200 kilometer i timmen, vilket innebär att de på elva år rör sig 320 miljarder kilometer. Ungefär dubbla avståndet mellan jorden och solen.
Att NGC 346 ligger i en angränsande galax gör rörelsen mycket liten och svår att mäta, och det är endast tack vare Hubbles höga upplösning och känslighet som observationerna har varit möjliga. Dessutom har Hubble tre decennier av observationshistoria som gör det möjligt att följa små himmelska rörelser över tid.
Ett andra forskarteam, ledd av Peter Zeidler från ESA, har istället använt det markbaserade VLT:s Multi Unit Spectroscopic Explorer för att mäta radiell hastighet. Ett mått som används för att avgöra om ett objekt närmar sig eller drar sig tillbaka från observatören. Det har gjort det möjligt att se spiralrörelsen i den tredje dimensionen, vilket också bekräftar att allt rör sig mot mitten av klustret.
Men varför en spiral?
En spiral är helt enkelt ett naturligt och effektivt sätt att föda stjärnbildning, från utsidan mot mitten av klustret. Att stjärnor och gas, som driver ytterligare stjärnbildning, rör sig mot mitten är den hittills mest effektiva modellen för stjärnbildning forskarna observerat.
Hubble-arkivet har varit en guldgruva för studien, men man förväntar sig även att framtida observationer från James Webb, Hubbles efterträdare, ska kunna visa fler stjärnor i klustret och ge en mer holistisk bild av regionen.
Under Webbs livslängd kommer astronomer att kunna upprepa experimentet och även mäta rörelsen för stjärnor med låg massa. Forskarna kommer då kunna jämföra stjärnor med låg och hög massa, och äntligen lära sig hela omfattningen av stjärnbildning i NGC 346 och kanske andra delar av universum.
