SOFIA odkrywa tajemnice powstawania gromad gwiazd

Credit: NASA/SOFIA/Lynette Cook

Słońce, tak jak wszystkie gwiazdy, powstało z olbrzymiego zimnego obłoku gazu molekularnego i pyłu. Mogło także posiadać dziesiątki lub nawet setki rodzeństwa – gromadę gwiazd – ale te wczesne towarzyszki Słońca do teraz już rozprzestrzeniły się po całej Drodze Mlecznej. Choć pozostałości po tym swoistym akcie stworzenia już dawno się rozeszły, proces narodzin gwiazd trwa do dzisiaj tak w naszej galaktyce jak i poza nią. Gromady gwiazd powstają w sercach optycznie ciemnych obłoków, gdzie wczesne fazy powstawania gwiazd zawsze pozostawały ukryte przed naszymi oczyma. Jednak te zimne, pyłowe obłoki świecą jasno w podczerwieni, dlatego teleskopy takie jak Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA, mogą zacząć odkrywać przed nami te od dawna skrywane sekrety.

Tradycyjne modele twierdzą, że siła grawitacji może być samodzielnie odpowiedzialna za powstawanie gwiazd i gromad gwiazd. Nowsze obserwacje wskazują, że pola magnetyczne, turbulencje lub oba te czynnii na raz także mają wpływ, a nawet mogą dominować w procesie powstawania gwiazd. Ale co uruchamia procesy prowadzące do powstania gromad gwiazd?

Astronomowie korzystający z zainstalowanego na SOFIA instrumentu German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies, w skrócie GREAT, odkryli nowe dowody przemawiające za tezą, że gromady gwiazd powstają wskutek kolizji gigantycznych obłoków molekularnych.

Wyniki tych obserwacji opublikowano w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“gwiazdy zasilane są reakcjami jądrowymi, które prowadzą do powstania nowych pierwiastków chemicznych” mówi Thomas Bisbas, badacz na University of Virginia w Charlottesville w stanie Wirginia oraz główny badacz artykułu opisującego nowe odkrycie. “Samo istnienie życia na Ziemi jest produktem gwiazdy, która eksplodowała miliardy lat temu, ale wciąż nie wiemy w jaki sposób te gwiazdy – włącznie z naszym własnym słońcem – powstają”.

Badacze analizowali rozkład i ruch zjonizowanego węgla wokół obłoku molekularnego, w którym mogą powstawać gwiazdy. W trakcie obserwacji dostrzegli dwa różne komponenty gazu molekularnego zderzające się ze sobą z prędkością ponad 30 000 kilometrów na godzinę. Rozkład i prędkość gazu cząsteczkowego i zjonizowanego zgadzają się z wynikami symulacji zderzeń obłoków, co wskazuje, że gromady gwiazd powstają wskutek kompresji gazu w fali uderzeniowej powstałej w trakcie zderzenia obłoków.

“Te modele formowania gwiazd są niezwykle trudne do zweryfikowania obserwacyjnie” mówi Jonathan Tan, profesor na Chalmers University of Technology w Goteburgu w Szwecji oraz na University of Virginia oraz główny badacz w tym projekcie. “Znajdujemy się w fascynującym punkcie projektu, w którym dane otrzymane z SOFIA mogą faktycznie posłużyć do testowania symulacji”.

Choć wciąż nie ma jeszcze wśród naukowców zgody co do mechanizmu odpowiedzialnego za napędzanie procesu powstawania gromad gwiazd, nowe obserwacje przeprowadzone za pomocą obserwatorium SOFIA pomogły naukowcom wykonać ważny krok na drodze do rozwiązania tej zagadki. To pole badań pozostaje niezwykle aktywne, a nowe dane dostarczają kluczowych dowodów przemawiających za modelem kolizji. Autorzy spodziewają się, że przyszłe obserwacje przetestują ten scenariusz, aby określić czy proces zderzenia obłoków jest unikalnym dla tego regionu, bardziej powszechnym czy uniwersalnym mechanizmem formowania gromad gwiazd.

“Naszym kolejnym krokiem jest wykorzystanie obserwatorium SOFIA do obserwacji większej ilości obłoków molekularnych, w których powstają gromady gwiazd” dodaje Tan.

Obserwatorium SOFIA to Boeing 747SP zmodyfikowany do przenoszenia teleskopu o średnicy zwierciadła wynoszącej 106 cali.

Źródło: NASA