Un'immagine ALMA di lunghezza d'onda millimetrica di stelle binarie protostellari all'inizio della loro formazione. (La scala della lunghezza e la dimensione del raggio del telescopio sono mostrate in basso.) Gli astronomi hanno studiato diciassette sistemi multipli e hanno trovato prove a sostegno del modello di stelle multiple che si sviluppano dalla frammentazione del disco. Credito:Tobin et al.
La maggior parte delle stelle con la massa del sole o più grande ha una o più stelle compagne, ma quando e come si formano queste stelle multiple è uno dei controversi problemi centrali dell'astronomia. La gravità contrae il gas e la polvere natale in una nube interstellare finché non si sviluppano gruppi abbastanza densi da fondersi in stelle, ma come sono modellate le stelle multiple? Poiché la nuvola che si restringe ha una leggera rotazione, alla fine si forma un disco (forse un sistema preplanetario). In un modello di formazione stellare binaria, questo disco si frammenta a causa di instabilità gravitazionali, producendo una seconda stella. L'altro modello sostiene che la turbolenza nella stessa nube che si contrae frammenta i gruppi in più sistemi stellari. Nel primo caso, le simulazioni mostrano che le due stelle dovrebbero essere relativamente vicine tra loro, tipicamente meno di circa 600 unità astronomiche (un AU è la distanza media della terra dal sole). Se il secondo meccanismo è corretto, si possono formare sia coppie binarie strette che larghe. Una caratteristica distintiva del turbolento processo di frammentazione, e uno che facilita un test osservativo, è che i semi per la molteplicità sono prodotti all'inizio delle fasi pre-stellari.
Gli astronomi CfA Sarah Sadavoy e Mike Dunham erano membri di un team di astronomi che hanno utilizzato le strutture radio VLA e ALMA e le onde millimetriche per studiare diciassette sistemi protostellari di stelle multiple nella vicina nuvola di Perseo. Le osservazioni sensibili sono state in grado di rivelare gli ambienti dei sistemi e determinare la presenza di qualsiasi rotazione su piccola scala o materiale circostante. Dodici dei sistemi sono stati risolti spazialmente, e otto hanno mostrato strutture di emissione di polvere che circondano la coppia. I sistemi leggermente più evoluti nel set non hanno mostrato evidenza di polvere circumbinaria; probabilmente hanno raggiunto il punto finale della loro prima evoluzione e hanno terminato il materiale di accrescimento. In sintesi, circa due terzi dei sistemi erano coerenti con la teoria della frammentazione del disco e un terzo era incoerente con essa. I risultati mostrano che il meccanismo di frammentazione del disco è importante ma probabilmente non l'intera storia, e un campione più ampio dovrebbe aiutare a limitare ulteriormente i processi.