Formowanie się gwiazd w jądrach galaktyk
Gwiazdy powstają z gazu i pyłu w obłokach molekularnych w szeregu złożonych procesów, które obecnie są tylko częściowo zrozumiałe, a ewolucja tych obłoków napędza ewolucję populacji gwiazd we Wszechświecie. Astronomowie badający powstawanie gwiazd przez ostatnie dziesięciolecia koncentrowali się na kilku wybranych obszarach ich aktywnego formowania się: sąsiedztwie Słońca, dysku Drogi Mlecznej i sąsiednich Obłokach Magellana. Ten zakres środowisk jest jednak ograniczony i nie jest reprezentatywny dla warunków, w których powstało większość gwiazd we Wszechświecie. Na przykład gęstości, ciśnienia i ruchy gazu w tych lokalnych środowiskach są znacznie niższe, niż te, które uważa się za obecne podczas szczytowego formowania się kosmicznych gwiazd około 10 mld lat temu. Ponadto odmienne warunki utrudniają rozwikłanie efektów ewolucyjnych.
Ostatnie badania płaszczyzny Galaktyki w szerokim zakresie fal z wykorzystaniem takich urządzeń, jak teleskopy submilimetrowe i ALMA umożliwiły zbadanie ewolucji obłoków i powstawania gwiazd w Centralnej Strefie Molekularnej (CMZ), centralnych 1500 latach świetlnych Drogi Mlecznej, których skrajne warunki fizyczne bardziej przypominają te w szczycie formowania się kosmicznych gwiazd. Astronomowie CfA Eric Keto i Qizhou Zhang oraz ich koledzy przeprowadzili szereg symulacji komputerowych masywnych obłoków molekularnych w środowisku CMZ w celu scharakteryzowania ich morfologicznej i kinematycznej ewolucji, gdy okrążają centrum Galaktyki w tym gęstym, złożonym regionie. Obliczenia te są pierwszymi, które mają na celu modelowanie obłoków na grzbiecie CMZ i zostały zaprojektowane do porównania z ostatnimi obserwacjami.
Zespół odkrył, że środowisko CMZ powoduje kompresję obłoków, dzieląc je na struktury przypominające naleśniki. Symulacje są w stanie odtworzyć kluczowe cechy obserwowalne, takie jak „cegła”, bardzo gęsty, spłaszczony obłok molekularny, który pomimo gęstego gazu, nie wykazuje aktywności formowania się gwiazd. Symulacje mogą naśladować jego ogólną morfologię i gradient prędkości. Wyniki pokazują, że ewolucja obłoków molekularnych w pobliżu centrów galaktycznych jest ściśle związana z ich dynamiką orbitalną. Gdy towarzyszy temu narastanie gazu, obłoki te mogą ewoluować, aby stworzyć wybuchy gwiazd obserwowane w wielu jądrach galaktycznych.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
