Astronomen haben mit dem 45-Meter-Teleskop des Nobeyama Radio Observatory (NRO) festgestellt, dass hochverdichtetes Gas – der Grundbaustein für Sterne – nur etwa drei Prozent der Gesamtmasse des in der Milchstraßen-Galaxie verteilten Gases ausmacht. Dieses Ergebnis liefert wichtige Informationen, um die unerwartet geringe Produktionsrate von Sternen zu verstehen.
Sterne werden in Gaswolken geboren. Die Taschen aus Gas mit hoher Dichte entstehen in den ausgedehnten Gaswolken von geringer Dichte. Und Sterne entstehen in den sehr dichten Gaskernen, welche sich innerhalb des Gases mit hoher Dichte entwickeln.
Die Beobachtung ferner Galaxien ergab jedoch 1.000 Mal weniger Sterne, als der anhand der Gesamtmenge des Gases mit geringer Dichte abgeleitete Wert für die Produktionsrate erwarten ließ. Um den Unterschied zu interpretieren, waren Beobachtungen erforderlich, die sowohl dichtes als auch weniger dichtes Gas mit hoher räumlicher Auflösung in einem ausgedehnten Gebiet registrieren. Solche Beobachtungen sind allerdings schwierig, weil die Strukturen aus hochverdichtetem Gas Dutzende Male kleiner sind als die Gasstrukturen mit geringer Dichte.
Das Milchstraßen-Durchmusterungsprojekt FUGIN, durchgeführt mit dem 45-Meter-Teleskop des NRO und dem FOREST-Multiwellenlängen-Instrument, überwand diese Schwierigkeiten. Kazufumi Torii, ein Assistenzprofessor dieses Projekts am NAOJ, und sein Team analysierte die große Datenmenge des FUGIN-Projekts. Sie maßen die genauen Massen der Gaswolken mit hohen und geringen Dichten innerhalb einer 20.000 Lichtjahre großen Milchstraßenregion. Damit zeigten sie erstmals, dass das hochverdichtete Gas nur etwa drei Prozent der Gesamtmenge des Gases ausmacht.
Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass die Produktionsrate hochverdichteter Gase innerhalb der Gaswolken mit geringer Dichte niedrig ist und nur wenige Gelegenheiten zur Sternentstehung schafft. Das Forschungsteam wird weiter mit den FUGIN-Daten arbeiten, um die Ursache für die ineffizienten Sternentstehungsprozesse in dem hochverdichteten Gas zu untersuchen.
Diese Beobachtungen wurden unter dem Titel “FOREST Unbiased Galactic plane Imaging survey with the Nobeyama 45 m telescope (FUGIN). V. Dense gas mass fraction of molecular gas in the Galactic plane” von K. Torii et al. im Rahmen der Publikationen der Astronomical Society of Japan am 17. April 2019 veröffentlicht und werden als Spezialausgabe erscheinen.
(THK)
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