Podczas badania centrum dużej grupy gwiazd naukowcy byli bardzo zaskoczeni: odkryli kilka strumieni gazu międzygwiezdnego, których skrzyżowanie tworzyło strukturę przypominającą klepsydrę w jej niezwykłym kształcie. W głębi tych strumieni były ukryte dwie olbrzymie nowo utworzone gwiazdy.
Podobne struktury o kształcie podobnym do klepsydry obserwuje się w obszarach formowania się gwiazd o niskiej masie. Po raz pierwszy znaleziono strumień międzygwiezdnego gazu zawierającego metanol w obszarze formowania się gwiazd o wysokiej masie, a jak stwierdzili naukowcy, może to pomóc w sondowaniu obszarów, do których trudno jest uzyskać dostęp.
Dokonując obserwacji przy użyciu dużej siatki milimetrowej / submilimetrowej Atakama (duża tablica milimetrowa / submilimetrowa Atacama, ALMA), ogromnego potężnego radioteleskopu znajdującego się w Chile, międzynarodowy zespół astronomów badał miejsce o wysokiej gęstości gwiazdowej zwane IRAS 16547-4247. Ze względu na fakt, że gwiazdy o dużej masie powstają w złożonych środowiskach z kilkoma protostarami - chmurami pyłu i gazu, z których ostatecznie powstają gwiazdy - które znajdują się w dużej odległości od Ziemi, obszar ten pozostaje nadal dostępny tylko dla takiego teleskopu ALMA.
„Chociaż wielu astronomów zasugerowało, że ten region powstawania gwiazd o wysokiej masie może być miejscem powstawania gwiazd, istniejące teleskopy nie pozwoliły nam zbadać kinematyki gazu gwiazdowego w pobliżu dużych mas”, powiedział Yui Higuchi, główny badacz na Uniwersytecie Ibaraki w Japonii. Naukowcy mogą dość łatwo badać gwiazdy porównywalne ze Słońcem, ale natura gwiazd o masie ponad 10-krotnej masy Słońca jest dla nich raczej trudna do zrozumienia. Podczas gdy gwiazdy podobne do Słońca są blisko i są powszechne, duże gwiazdy są daleko i bardzo trudno je znaleźć. Najbliższym regionem formowania się gwiazd o wysokiej masie jest Mgławica Oriona, znajdująca się około 1500 lat świetlnych od Ziemi.
Wysoka rozdzielczość kątowa ALMA pozwala naukowcom przeniknąć kurz i gaz na odległych obszarach, gdzie ma miejsce tworzenie się gwiazd, i dokonywać szczegółowych obserwacji. Poprzednie obserwacje IRAS 16547-4247, gromady emitujące światło podczerwone około 9500 lat świetlnych od Ziemi w kierunku konstelacji Skorpiona, wykazały dwa strumienie gazu, które mogą emitować zarówno pojedynczą gwiazdę, jak i kilka różnych źródeł, w tym jasny obiekt w centrum gromady.
Podczas wykrywania pyłu za pomocą ALMA naukowcy odkryli, że obszar zawiera dwa zwarte obłoki gazu o dużej gęstości, których masa jest 10-20 razy większa od masy Słońca. Astronomowie uważają, że wewnątrz każdego z tych kokonów gazowych znajduje się nowo utworzona gwiazda masywna.
Obserwacje wykonane przy pomocy ALMA wykazały, że wcześniej wykryty przepływ gazu, kierowany z północy na południe, okazał się być w rzeczywistości dwoma strumieniami, z których jeden rozszerza się z północy na południe, a drugi zwęża się ze wschodu na zachód. Odkryto również nowe przepływy dużych prędkości. Ponieważ gwiazda może emitować tylko jedną parę strumieni wychodzących z jej biegunów, naukowcy doszli do wniosku, że w tym obszarze ma miejsce proces narodzin kilku gwiazd. Obserwując cząsteczki metanolu towarzyszące cząsteczkom tlenku węgla emanującym z tego obszaru, grupa odkryła, że tworzą one strukturę klepsydry z IRAS 16547-4247 w środku. Wcześniej takie formacje znajdowano tylko w obszarach formowania się gwiazd o niskiej masie i po raz pierwszy taką strukturę znaleziono w obszarze formowania się gwiazd o dużej masie.
„ALMA pozwoliło nam zobaczyć złożone gromady gwiazd, które są nawet siedem razy dalej od Ziemi niż Mgławica Oriona, z najwyższą rozdzielczością”, powiedział Higuchi w oświadczeniu. „ALMA stanie się nieodzowną pomocą w przyszłych badaniach obszarów o dużej gęstości gwiazd”.
Wyniki zostały opublikowane w kwietniu w Astrophysical Journal Letters.
