Gwiazdy odsłaniają kolejną tajemnicę

| Astronomia/fizyka
Gemini Observatory/AURA artwork by Lynette Cook

Masywne gwiazdy, co najmniej 8-krotnie cięższe od Słońca, wciąż stanowią zagadkę dla astronomów. Uczeni zastanawiają się, w jaki sposób dochodzi do formowania się takich gwiazd, podczas gdy zdecydowania większość gwiazd to obiekty znacznie mniejsze.

Chcąc odpowiedzieć na to pytanie naukowcy postanowili zbadać jedne z najciemniejszych i najgęstszych chmur we wszechświecie. Na celownik wzięli ciemne chmury widoczne w podczerwieni (Infrared Dark Clouds) znajdujące się w odległości około 10 000 lat świetlnych od Ziemi. Chmury te to zimne gęste obszary obłoków molekularnych.

Zgodnie z obecnie obowiązującymi teoriami gwiazdy średniej wielkości powstają w wielkich chmurach molekularnych, gdzie mamy do czynienia ze środowiskiem pełnym wodoru, helu i innych pierwiastków. Środowisko to jest zagęszczone, ale charakteryzuje się małą masą. Gdy z gazu utworzy się jądro, pozostały materiał opada nań wskutek działania grawitacji. Powstaje dysk akrecyjny, z którego czasem mogą utworzyć się planety, a gdy do jądra dotrze wystarczająco dużo materiału rozpoczyna się fuzja jądrowa i powstaje gwiazda.

Zagadką pozostaje formowanie się wielkich gwiazd. W ich przypadku albo mamy do czynienia z jakimiś siłami, które uniemożliwiają rozpoczęcie procesu powstawania gwiazdy tak długo, aż nie zgromadzi się olbrzymia ilość materiału, albo też formują się one w inny sposób niż mniejsze gwiazdy.

Astronomowie z USA, Wielkiej Brytanii i Włoch wykorzystali teleskop ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array) do poszukiwania deuteru w ciemnych chmurach widocznych w podczerwieni. W zimnym środowisku deuter wiąże się z pewnymi molekułami. Jeśli jednak w pobliżu powstaje gwiazda i temperatura rośnie, deuter szybko znika i zostaje zastąpiony częściej spotykanym izotopem, protem.

Obserwacje wykonane za pomocą ALMA wskazały, że w badanych chmurach znajdują się duże ilości deuteru, a to dowodzi, iż tamtejsze środowisko jest zimne i gwiazdy nie zaczęły się formować. Zdaniem uczonych jest to dowód na istnienie sił, które powstrzymują materiał przed zapadnięciem się. Proces formowania się gwiazd najprawdopodobniej rozpocznie się, gdy w chmurze pojawi się znacznie więcej materiału, co doprowadzi do uformowania się bardzo masywnej gwiazdy. Uczeni spekulują, że tym, co obecnie powstrzymuje proces powstania gwiazdy jest silne pole magnetyczne.

gwiazda dysk akrecyjny ciemna chmura widoczna w podczerwieni chmura molekularna