Atšķirībā no cilvēkiem, zvaigznes dzimst ar visu svaru, kāds viņiem jebkad būs. Cilvēka dzimšanas svars svārstās tikai par pāris mārciņām, bet zvaigznes svars svārstās no mazāk nekā desmitdaļas un vairāk nekā 100 reizes pārsniedz mūsu Saules masu. Lai gan astronomi zina, ka zvaigznes nāk no dažādām masām, tās joprojām tiek stumdītas, lai noskaidrotu, vai zvaigznēm dzimšanas brīdī ir svara ierobežojums.
Tagad astronomi ir spēruši svarīgu soli uz zvaigžņu svara ierobežojuma noteikšanu. Izmantojot NASA Habla kosmisko teleskopu, astronomi mūsu Piena ceļa galaktikā veica pirmo tiešo mērījumu, ka zvaigznēm ir ierobežojums, cik lielas tās var veidot. Izpētot blīvāko zināmo zvaigžņu kopu mūsu galaktikā, Arkas klasterī, astronomi noskaidroja, ka zvaigznes nav izveidotas lielākas par apmēram 150 reizes lielāku par mūsu Saules masu vai 150 saules masām.
Šis atradums tuvina astronomus izpratnei par sarežģīto zvaigžņu veidošanās procesu un dod spēcīgāko pamatu idejai, ka zvaigznēm ir svara ierobežojums. Zinot, cik lielu zvaigzni var veidoties, var būt svarīgas norādes uz to, kā Visums veido zvaigznes. Masīvas zvaigznes ir Visuma “kustinātāji un kratītāji”. Viņi ražo daudzus no smagākajiem elementiem kosmosā, kas ir jauno zvaigžņu un planētu celtniecības bloki. Dīvainas zvaigznes var būt arī titānisku gamma staru pārrāvumu avots, kas ar starojumu pārpludina galaktiku.
"Šis ir neticams klasteris, kurā ir bagātīga dažu galaktikas vismasīvāko zvaigžņu kolekcija, tomēr šķiet, ka" trūkstošās "zvaigznes ir masīvākas nekā 150 reizes lielākas par mūsu Saules masu," sacīja astronoms Donalds F. Figers no Kosmosa teleskopa zinātnes institūts Baltimoras štatā, Md. “Teorijas paredz, ka, jo masīvāks ir klasteris, jo masīvākas ir zvaigznes tajā. Mēs apskatījām vienu no masīvākajiem kopiem mūsu galaktikā un secinājām, ka ir strauji nogriezts, cik liela zvaigzne var veidoties.
“Standarta teorijas prognozē 20 līdz 30 zvaigznes Arkas klasterī ar masu no 130 līdz 1000 saules masām. Bet mēs nevienu neatradām. Ja viņi būtu izveidojušies, mēs tos būtu redzējuši. Ja prognoze bija tikai viena vai divas zvaigznes un mēs neredzējām nevienu, tad mēs varētu apgalvot, ka mūsu rezultāts varētu būt saistīts ar statistiskām kļūdām. ”
Figers veic papildu pētījumus, lai noteiktu augšējo robežu citās zvaigžņu kopās, lai pārbaudītu viņa rezultātu. Viņa atradums saskan ar statistiskajiem pētījumiem par mazākas masas zvaigžņu kopām mūsu galaktikā un novērojumiem par masveida zvaigžņu kopu, kas pazīstams ar nosaukumu R136 mūsu galaktiskajā kaimiņā Lielajā Magelāna mākoņā. Šajā klasterī astronomi atklāja, ka zvaigznes nav izveidotas lielākas par 150 saules masām.
Astronomi nav bijuši pārliecināti par to, cik lielu zvaigzni var iegūt, pirms tā nespēj turēties kopā un pūst sevi. Pat attīstoties tehnoloģijai, astronomi pietiekami nezina par zvaigžņu veidošanās procesa detaļām, lai noteiktu zvaigžņu augšējo masas robežu. Līdz ar to teorijas ir paredzējušas, ka zvaigznes var būt jebkur no 100 līdz 1000 reizēm masīvākas nekā mūsu Saule. Paredzēt zemāku zvaigznīšu svara ierobežojumu ir bijis vieglāk. Objekti, kas ir mazāk nekā viena desmitā daļa no saules masas, nav pietiekami dūšīgi, lai uzturētu kodolsintēzi to kodolos un spīdētu kā zvaigznes.
Šī atraduma izdarīšana bija tik sarežģīta, ka Figers septiņus gadus pavadīja neizpratnē par Habla datiem. Rezultāti tiek publicēti žurnāla Nature 10. marta numurā.
"Zinot, ka ārkārtas prasībām ir nepieciešami īpaši pierādījumi, es ilgi skrāpēju galvu, mēģinot saprast, kāpēc rezultāts varētu būt nepareizs," viņš sacīja.
Figers izmantoja Habla tuvās infrasarkanās kameras un daudzobjektu spektrometru, lai pētītu simtiem zvaigžņu no 6 līdz 130 saules masām. (Lai arī Figers neatrada nevienu zvaigzni, kas būtu lielāka par 130 saules masām, viņš konservatīvi noteica augšējo robežu 150 saules masās.) Arkas klasteris ir jaunietis, apmēram 2 līdz 2,5 miljonus gadu vecs, un mūsu dzīvesvietā atrodas 25 000 gaismas gadu attālumā. galaktikas mezgls, masīvu zvaigžņu veidošanās kurināmais. Šajā neapstrādātajā un milzīgajā reģionā milzīgi gāzes mākoņi saduras, veidojot behemotu zvaigznes.
Habla infrasarkanā kamera ir labi piemērota, lai analizētu arkas, jo tā iekļūst mūsu galaktikas putekļainajā kodolā un rada asus attēlus, ļaujot teleskopam redzēt atsevišķas zvaigznes cieši iesaiņotā kopā. Figers novērtēja zvaigžņu masu, izmērot kopas vecumu un atsevišķu zvaigžņu spilgtumu. Viņš arī sadarbojās ar Fransisko Najarro no Instituto de Estructura de la Materia Madridē, kurš izveidoja detalizētus modeļus, lai apstiprinātu kopas zvaigžņu masu, ķīmisko daudzumu un vecumu.
Klasterim jāatbilst ilgam prasību sarakstam, ko astronomi izmanto, lai to noteiktu masas augšējās robežas noteikšanai. Kopai jābūt pietiekami dūšīgai, apmēram 10 000 saules masu, lai iegūtu zvaigznes, kas ir pietiekami lielas, lai zondētu augšējo robežu. Klasteris arī nevar būt pārāk jauns vai pārāk vecs. Vai atlasāt vecāku kopu? pēc 2,5 miljoniem gadu? nozīmē, ka daudzas no masīvajām jaunajām zvaigznēm jau ir eksplodējušas kā supernovas. Ļoti jaunā klasterī? mazāk nekā 2 miljoni gadu vecs? daudzas zvaigznes joprojām ir iekarotas viņu dzimšanas putekļu mākoņos, un astronomi tos nevar redzēt.
Vēl viens svarīgs faktors ir kopas attālums no Zemes. Astronomiem jāzina kopas attālums, lai ticami novērtētu tās zvaigžņu spilgtumu, kas ir galvenā sastāvdaļa, ko izmanto zvaigznes masas noteikšanai. Kopai jābūt arī pietiekami tuvu, lai redzētu atsevišķas zvaigznes. Arkas klasteris ir vienīgais klasteris galaktikā, kas atbilst visām šīm prasībām, sacīja Figers.
Arkas pārspēj gandrīz katru otro galaktikā esošo zvaigžņu kopu. Ar masu, kas ekvivalenta vairāk nekā 10 000 zvaigznēm, piemēram, mūsu saule, briesmonu kopas ir 10 reizes smagākas nekā tipiskās jauno zvaigžņu kopas, piemēram, Oriona kopas, kas izkaisītas visā mūsu Piena ceļā. Ja mūsu galaktikas apkārtne būtu tikpat pārblīvēta ar zvaigznēm, vairāk nekā 100 000 zvaigžņu aizpildītu telpas tukšumu starp mūsu Sauli un tās tuvāko kaimiņu zvaigzni Alfa Kentauri, kas atrodas 4,3 gaismas gadu attālumā. Astronomi lēš, ka tikai viena no katriem 10 miljoniem zvaigžņu galaktikā ir tikpat spoža kā zvaigznes Arkas klasterī. Vismaz ducis no kopas zvaigznēm sver apmēram 100 reizes vairāk nekā mūsu Saule.
Figers brīdina, ka augšējā robeža neizslēdz tādu zvaigžņu esamību, kuras ir lielākas par 150 saules masām. Šādas dūšīgas zvaigznes, ja tādas eksistē, varēja iegūt svaru, apvienojoties ar citu masīvu zvaigzni. Piemēram, jaunā Pistoles zvaigzne, kas atrodas netālu no mūsu galaktikas centra, ir 150 līdz 250 reizes masīvāka nekā mūsu Saule. Tomēr šī behemota zvaigzne šķiet nevietā, jo tā dzīvo vecāku zvaigžņu apkārtnē. Figers sacīja, ka viens no veidiem, kā izskaidrot šo šķietamo paradoksu, ir tas, ka Pistole varētu būt “no jauna piedzimusi” zvaigzne, kas veidojas, apvienojoties divām zvaigznēm. Viņa skaidrojums nav tikai teorija. Astronomi ir atraduši vecākas zvaigznes, kuras ir atdzimušas, apvienojoties ar citām zvaigznēm senās globālās zvaigžņu kopās.
Pistole varētu būt arī daļa no dubultzvaigžņu sistēmas, kas tiek maskēta kā viena milzu zvaigzne. Abas zvaigznes nav atmaskotas, jo tās pat ar Habla teleskopu nevar izšķirt.
Divkāršo zvaigžņu sistēmas, astronomi arī piesardzīgi, varētu veidot dažas no masīvākajām zvaigznēm Arkas klasterī. Tas nozīmē, ka augšējā robeža arkās varētu būt zemāka par 150 saules masām, bet ne augstāk.
Nākamais Figera solis ir precīzi noteikt vairāk kopu, lai pārbaudītu viņa svara ierobežojumu. Vairāki teleskopi, ieskaitot Spicera kosmisko teleskopu, mūsu Piena Ceļā ir meklējuši jaunus zvaigžņu kopus. Pēdējos divos gados zināmo kopu skaits mūsu galaktikā ir dubultojies no dažiem simtiem līdz 500, sacīja Figers. Daudzas no jaunatrastajām kopām ir apkopotas divu mikronu All Sky Survey (2MASS) katalogā. Figers jau ir identificējis aptuveni 130 no šīm jaunatklātajām kopām kā iespējamos kandidātus studijām. NASA ir atzinusi Figera nozīmīgo darbu, piešķirot viņam piecu gadu balvu par ilgtermiņa kosmisko astrofiziku, kas atbalstīs viņa medības ar vismasīvākajām zvaigznēm Piena Ceļā.
Oriģinālais avots: Habla ziņu izlaidums
