Astronomowie widzą samokontrolę gwiazd w akcji
Wiele czynników może ograniczać wielkość grupy gwiazd, w tym także tych zewnętrznych, na które ich członkowie nie mają wpływu. Astronomowie odkryli jednak, że grupy gwiazd w pewnych środowiskach mogą same się regulować.
RCW 36, region gwiazdotwórczy H II w Drodze Mlecznej, cel badania.
Źródło: promieniowanie X: NASA/CXC/Ames Research Center/L. Bonne i inni; podczerwień: ESA/NASA.JPL-Caltech/Herschel Space Observatory/JPL/IPAC.
Nowe badania wykazały, że gwiazdy w gromadach posiadają „samokontrolę”, co oznacza, że pozwalają one na wzrost tylko ograniczonej liczby gwiazd, zanim największe i najjaśniejsze z nich wyrzucą z układu większość gazu. Proces ten powinien drastycznie spowolnić narodziny nowych gwiazd, co lepiej pasowałoby do przewidywań astronomów dotyczących szybkości formowania się gwiazd w gromadach.
Celem obserwacji był RCW 36, duży obłok gazu zwany obszarem H II składający się głównie z atomów wodoru, które zostały zjonizowane – czyli pozbawione elektronów. Ten kompleks gwiazdotwórczy znajduje się w Drodze Mlecznej około 2900 lat świetlnych od Ziemi. Dane z Obserwatorium Herschela w podczerwieni pokazane są na zdjęciu na czerwono, pomarańczowo i zielono, dane rentgenowskie na niebiesko, a źródła punktowe na biało. Północ jest 32° na lewo od pionu.
RCW 36 zawiera gromadę młodych gwiazd i dwie puste przestrzenie wyrzeźbione ze zjonizowanego gazowego wodoru, rozciągające się w przeciwnych kierunkach. Istnieje również pierścień gazu, który owija się wokół gromady pomiędzy wnękami, tworząc talię wokół wnęk w kształcie klepsydry.
Gorący gaz o temperaturze około dwóch milionów Kelwinów, promieniujący w paśmie rentgenowskim wykryty przez teleskop Chandra, jest skoncentrowany w okolicy centrum RCW 36, w pobliżu dwóch najgorętszych i najmasywniejszych gwiazd w gromadzie. Gwiazdy te są głównym źródłem gorącego gazu. Duża ilość pozostałego gorącego gazu znajduje się poza wnękami, po wycieku przez granice wnęk. Dane z SOFIA i APEX pokazują, że pierścień zawiera chłodny, gęsty gaz (o typowej temperaturze 15–25 Kelwinów) i rozprzestrzenia się z prędkością 3200 do 6200 km/h.
Dane z SOFIA pokazują, że na obwodzie obu wnęk znajdują się powłoki chłodnego gazu rozprzestrzeniającego się z prędkością 16 000 km/h, prawdopodobnie wypychanego na zewnątrz przez ciśnienie gorącego gazu obserwowanego przez Chandrę. Gorący gaz, plus promieniowanie od gwiazd w gromadzie oczyścił jeszcze większe wnęki wokół RCW 36, tworząc strukturę rosyjskiej lalki.
Naukowcy widzą również dowody z danych z SOFIA na to, że jakiś chłodny gaz wokół pierścienia jest wyrzucany z RCW 36 z jeszcze większą prędkością około 50 000 km/h, co odpowiada wyrzutowi 170 mas Ziemi rocznie.
Prędkość ekspansji różnych opisanych tutaj struktur oraz tempo wyrzucania masy pokazują, że większość chłodnego gazu w odległości około trzech lat świetlnych od centrum regionu H II może zostać wyrzucona w ciągu 1–2 milionów lat. Spowoduje to usunięcie surowca potrzebnego do formowania gwiazd, tłumiąc ich dalsze powstawanie w tym regionie. Astronomowie nazywają ten proces, w którym gwiazdy same mogą się regulować, „gwiezdnym sprzężeniem zwrotnym”. Wyniki takie jak ten pomagają nam zrozumieć rolę, jaką odgrywa gwiezdne sprzężenie zwrotne w procesie formowania się gwiazd.
Praca opisująca te wyniki ukazała się 20 sierpnia 2022 roku w The Astrophysical Journal i jest dostępna online.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
