Voor het eerst betrapt: het gas dat de geboorte van een ster in gang zet

Sterren ontstaan uit ijskoude wolken van gas en stof die langzaam in elkaar krimpen, tot er in het hart genoeg materie is samengeperst om een nieuwe zon te laten ontvlammen. Maar hoe zo’n wolk er ooit in slaagt om dat punt te bereiken, is nog niet helemaal duidelijk. Astronomen hebben nu een belangrijke stap in dat proces geobserveerd.

De koude wolk waar een ster uit ontstaat (vakmensen noemen zo’n object een ‘prestellaire kern”) wordt bij elkaar gehouden door haar eigen zwaartekracht. Die zwaartekracht wil de boel steeds verder samenpersen, richting het punt waarop een ster ontstaat.

Maar er is een tegenkracht in de vorm van magnetische velden. Door zulke wolken lopen onzichtbare magnetische ‘draden’ en die werken als een soort steiger die de instorting tegenhoudt. Zolang die steiger blijft staan, kan de wolk niet krimpen. Voor de geboorte van een ster moet het magnetisch veld dus op de een of andere manier opzij worden geduwd.

Het gas glipt er toch langs

Het gas in zo’n wolk bestaat uit twee soorten deeltjes. Een klein deel is elektrisch geladen (dat noemen we ionen) en die geladen deeltjes zitten als het ware vastgeplakt aan de magnetische draden. De grote meerderheid is echter neutraal, oftewel ongeladen, en die deeltjes worden helemaal niet beïnvloed door het magnetisch veld.

Het neutrale gas glipt geleidelijk langs het magnetische net naar binnen. Het geladen gas blijft gewoon hangen. Zo kan de materie toch instorten zonder het magnetisch veld mee te sleuren. Astronomen noemen dit proces ‘ambipolaire diffusie’, maar je mag het gerust ‘wegglippen’ noemen.

Het gevolg is dat het neutrale en het geladen gas iets verschillende snelheden hebben. Dat piepkleine snelheidsverschil, de zogeheten ‘drift’, wilden onderzoekers voor het eerst rechtstreeks meten.

Leestip: Astronomen ontdekken hele vreemde wolken op de beroemde Roze Planeet

Hoe meet je zoiets?

Dit meten is nog een hele klus, want het verwachte snelheidsverschil is echt minuscuul. De auteurs van deze studie hebben daarom de snelheid van twee verschillende moleculen gemeten die op dezelfde plek in zo’n wolk voorkomen, maar waarvan de ene elektrisch geladen is en de andere neutraal. 

Met een grote radiotelescoop in Spanje konden de astronomen de karakteristieke ‘vingerafdruk’ aflezen die elk molecuul in radiogolven achterlaat. En net zoals de toon van een sirene verandert als een ambulance naar je toe of van je weg rijdt, verschuift die vingerafdruk een tikje, afhankelijk van hoe snel het gas beweegt. Zo konden ze voor elk van de twee moleculen precies uitrekenen met welke snelheid ze naar het hart van de wolk toe stroomden.

En inderdaad: het geladen en het neutrale gas bleken niet even snel te bewegen. Het verschil bedroeg gemiddeld zo’n 0,05 kilometer per seconde. Dat is op de schaal van een gaswolk van vele lichtjaren groot echt minuscuul. De waarde komt wel overeen met wat theoretische modellen voorspellen. De onderzoekers zijn er daarom van overtuigd dat ze het ‘wegglippen’ echt in actie hebben gezien.

Makkelijker met de tijd

Door zulke wolken zweven ook kleine stofdeeltjes. Die plakken in de loop van de tijd aan elkaar en worden zo groter. Uit de studie blijkt dat het wegglippen makkelijker verloopt naarmate de deeltjes groter worden. Het proces begint dus traag en versnelt daarna doorheen de jaren.

Nu zegt een studie nog niet alles. Daarom willen de onderzoekers scherpere apparatuur gebruiken om meer te weten te komen. Zij hopen zo te kunnen uitsluiten dat andere factoren de oorzaak zijn van het gemeten snelheidsverschil. 

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Hubble ontdekt een kosmische storm van stervorming in N159 en Overal om ons heen duiken Spitzer-bubbels op: Japanners zoomen in op stervorming in kosmische achtertuin. Of lees dit artikel: Deze gigantische planeet overleefde de dood van zijn ster (en geeft een kijkje in de toekomst van ons eigen zonnestelsel).

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: