Synchronizacja zegarów gwiazdowych a powstawanie i rozprzestrzenianie się gwiazd
Systematyczna różnica między technikami określania wieku gwiazd może otworzyć nowe perspektywy w zrozumieniu wczesnego etapu ich ewolucji.
Obraz kompleksu obłoków Rho Ophiuchi, najbliższego Ziemi regionu gwiazdotwórczego. Źródło: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI)
Zespół pod kierownictwem Núrii Miret-Roig, badaczki z Uniwersytetu Wiedeńskiego i współpracowniczki Instytutu Nauk Kosmicznych Uniwersytetu w Barcelonie (ICCUB), odkrył różnicę w wieku gwiazd, mierzoną dwiema najbardziej wiarygodnymi metodami – izochronalną i dynamiczną. Według badań, wiek dynamiczny śladowy jest konsekwentnie niższy o około 5,5 miliona lat. To odkrycie wskazuje, że „zegar” dynamicznego śledzenia rozpoczyna się, gdy gromada gwiazd zaczyna się rozszerzać po opuszczeniu macierzystego obłoku, podczas gdy „zegar” izochroniczny zaczyna tykać od momentu formowania się gwiazd. Te wyniki mają istotne implikacje dla naszego zrozumienia procesu formowania się gwiazd i ich ewolucji, w tym tworzenia planet i galaktyk. Odkrycie to pozwala przetestować istniejące modele i dostarcza nowego spojrzenia na chronologię powstawania gwiazd. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy.
Wiek gwiazd jest trudnym parametrem do zmierzenia w astrofizyce. Najlepsze szacunki wieku uzyskuje się dla gromad gwiazd, czyli grup gwiazd o wspólnym pochodzeniu. Istnieje wiele technik szacowania wieku gwiazd, ale często prowadzą one do sprzecznych wyników. Czy różnice między tymi technikami wynikają z niepewności w modelach i obserwacjach? Czy może ta zagadka wieku może dostarczyć nam informacji o procesie formowania się gwiazd?
Od czasu, gdy astronomowie zrozumieli, jak działają gwiazdy, używają wieków izochronicznych, ale te wieki zależą od konkretnego modelu, którego używamy – powiedziała Núria Miret-Roig, pierwsza autorka tego badania. Dzięki wysokiej jakości danym pochodzącym z satelity Gaia, możemy dynamicznie mierzyć wiek gwiazd niezależnie od modeli gwiazd, co było dla nas ekscytującą możliwością synchronizacji zegarów i przetestowania różnych modeli. Odkryliśmy stałą i interesującą różnicę między dwiema metodami pomiaru wieku. Doszliśmy do punktu, w którym nie możemy już przypisać rozbieżności błędom obserwacyjnym, więc dwa zegary najprawdopodobniej mierzą dwie różne właściwości.
Ta różnica wieku między dwiema metodami stanowi nowe i niezwykle cenne narzędzie do ilościowego określania najwcześniejszych etapów życia gwiazd – powiedział João Alves, współautor badania i profesor na Uniwersytecie Wiedeńskim. Dzięki temu możemy dokładnie zmierzyć, ile czasu potrzebują młode gwiazdy, zanim opuszczą swoje miejsce narodzin.
Ograniczenie to jest kluczowe dla lepszego zrozumienia wczesnych etapów życia gwiazd i ewolucji gromad gwiazd. Badacze przeanalizowali sześć pobliskich (<150 parseków), młodych (<50 milionów lat świetlnych) gromad i ustalili, że czas trwania fazy ustalonej wynosi około 5,5 +/- 1,1 miliona lat. Również zauważyli, że ten czas może zależeć od masy gromady i ilości gwiezdnego sprzężenia zwrotnego. Wykorzystanie tej nowej techniki obserwacyjnej w innych młodych gromadach w sąsiedztwie Słońca, gdzie precyzja pomiarów jest najlepsza, dostarczy nowej wiedzy na temat procesów powstawania i rozpraszania gwiazd.
David Barrado, badacz z Centrum Astrobiologii (CAB), powiedział: Określenie wieku każdego kosmicznego procesu stanowi fundamentalne wyzwanie. Niniejsze badanie stanowi bardzo solidne podstawy dla poszukiwania globalnych rozwiązań. Satelita PLATO, który ma zostać wystrzelony pod koniec 2026 roku, będzie kluczowy dla pełnego rozwiązania tego zagadnienia.
Jak mówi Miret-Roig: Nasza praca otwiera drogę do przyszłych badań nad formowaniem się gwiazd, dostarczając klarowniejszego obrazu ewolucji gwiazd i gromad. Jest to istotny krok w naszym dążeniu do zrozumienia procesu formowania się Drogi Mlecznej i innych galaktyk.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
