Zvaigžņu veidošanās ir viena no visvienkāršākajām parādībām Visumā. Zvaigžņu iekšpusē pirmatnējais materiāls no Lielā sprādziena tiek pārstrādāts smagākos elementos, kurus mēs šodien novērojam. Noteiktu veidu zvaigžņu paplašinātajā atmosfērā šie elementi apvienojas sarežģītākās sistēmās, piemēram, molekulās un putekļu graudos, jaunu planētu, zvaigžņu un galaktiku, un, visbeidzot, dzīvības celtniecības blokos. Vardarbīgi zvaigžņu veidošanās procesi ļauj savādāk blāvajām galaktikām spīdēt dziļas kosmosa tumsā un padara tās mums redzamas lielos attālumos.
Zvaigžņu veidošanās sākas ar starpzvaigžņu mākoņu blīvāko daļu sabrukšanu - reģionos, kuriem raksturīga salīdzinoši augsta molekulāro gāzu un putekļu koncentrācija, piemēram, Oriona kompleksā (ESO PR Foto 20/04) un Galaktiskā centra reģionā (ESO paziņojums presei 26 / 03). Tā kā šī gāze un putekļi ir agrākas zvaigžņu veidošanās produkti, bija jābūt agrīnam laikmetam, kad to vēl nebija.
Bet kā tad izveidojās pirmās zvaigznes? Patiesi, lai aprakstītu un izskaidrotu “pirmatnējo zvaigžņu veidošanos” - bez molekulārām gāzēm un putekļiem -, ir mūsdienu mūsdienu astrofizikas galvenais izaicinājums.
Īpaša salīdzinoši mazu galaktiku klase, kas pazīstama kā “Zilo punduru galaktikas”, iespējams, sniedz netālu esošus un mūsdienīgus piemērus tam, kas varētu būt noticis agrīnajā Visumā pirmo zvaigžņu veidošanās laikā. Šajās galaktikās ir slikti putekļi un smagāki elementi. Tajos ir starpzvaigžņu mākoņi, kas dažos gadījumos šķiet diezgan līdzīgi tiem pirmatnējiem mākoņiem, no kuriem veidojās pirmās zvaigznes. Un tomēr, neskatoties uz to, ka relatīvi trūkst putekļu un molekulārās gāzes, kas veido pamata sastāvdaļas zvaigžņu veidošanai, kā mēs to zinām no Piena ceļa, šīm Zilo punduru galaktikām dažkārt ir ļoti aktīvi zvaigžņu veidošanās reģioni. Tādējādi, izpētot šīs jomas, mēs varam cerēt labāk izprast zvaigžņu veidošanās procesus agrīnajā Visumā.
Ļoti aktīva zvaigžņu veidošanās NGC 5253
NGC 5253 ir viena no tuvākajām zināmajām Zilo punduru galaktikām; tas atrodas apmēram 11 miljonu gaismas gadu attālumā Kentauru dienvidu zvaigznāja virzienā. Pirms kāda laika grupa Eiropas astronomu [1] nolēma tuvāk aplūkot šo objektu un izpētīt zvaigžņu veidošanās procesus šīs galaktikas pirmatnējā vidē.
Tiesa, NGC 5253 satur dažus putekļus un smagākus elementus, bet ievērojami mazāk nekā mūsu pašu Piena Ceļa galaktika. Tomēr tas ir diezgan ekstrēms kā intensīvas zvaigžņu veidošanās vieta, astronomiskajā terminoloģijā bagātīga “zvaigžņu uzliesmojuma galaktika” un galvenais objekts detalizētiem liela mēroga zvaigžņu veidošanās pētījumiem.
ESO PR Photo 31a / 04 sniedz iespaidīgu skatu uz NGC 5253. Šis saliktais attēls ir balstīts uz tuvās infrasarkanās starojuma ekspozīciju, kas iegūta ar multi-mode ISAAC instrumentu, kas uzstādīts uz 8,2 m VLT Antu teleskopu ESO Paranal Observatory (Čīle). , kā arī divi attēli optiskajā viļņu joslā, kas iegūti no Habla kosmiskā teleskopa datu arhīva (atrodas ESO Garching). VLT attēls (K joslā pie viļņa garuma 2,16? M) ir kodēts sarkanā krāsā, HST attēli ir attiecīgi zilā krāsā (V josla 0,55 m attālumā) un zaļā krāsā (I josla 0,79 um attālumā).
Milzīga gaismas savākšanas spēja un nevainojamā VLT optiskā kvalitāte ļāva iegūt ļoti detalizētu gandrīz infrasarkano attēlu (sal. PR Photo 31b / 04) ekspozīcijas laikā, kas ilgst tikai 5 minūtes. Lieliskie Paranal atmosfēras apstākļi novērošanas laikā (redzot 0,4 loka sekundes) ļauj apvienot kosmosa un zemes datus šī interesanta objekta krāsainā fotoattēlā.
Galvenā putekļu josla ir redzama galaktikas rietumu (labajā pusē), bet visā pasaulē ir redzami putekļu plankumi, kā arī liels skaits krāsainu zvaigžņu un zvaigžņu kopas. Dažādie krāsu toņi norāda uz objektu vecumu un starpzvaigžņu putekļu aizēnojuma pakāpi. Tuvumā infrasarkanais VLT attēls daudz labāk iekļūst putekļu mākoņos nekā optiskie HST attēli, un tāpēc daži dziļi iestrādāti objekti, kas nav optiski atklāti, kombinētajā attēlā parādās kā sarkani.
Izmērot katra no šiem “slēptajiem” objektiem lielumu un infrasarkano spilgtumu, astronomi spēja atšķirt zvaigznes no zvaigžņu kopām; to skaits ir ne mazāk kā 115 kopu. Bija arī iespējams noteikt viņu vecumu - apmēram 50 no viņiem astronomiskajā ziņā ir ļoti jauni, mazāk nekā 20 miljoni gadu. Kopu zvaigžņu masu sadalījums ir tāds, kāds novērojams kopās citās zvaigžņu uzliesmojuma galaktikās, bet lielais jauno kopu un zvaigžņu skaits ir ārkārtējs galaktikā, kas ir tik maza kā NGC 5253.
Kad NGC 5253 attēli tiek iegūti pakāpeniski garākos viļņu garumos, sk. ESO PR Photo 31c / 04, kas tika uzņemts ar VLT L joslā (viļņa garums 3,7? M), galaktika izskatās pavisam savādāk. Tas vairs neuzrāda K joslas attēlā redzamo avotu bagātību, un tagad tajā dominē viens spilgts objekts. Izmantojot lielu skaitu novērojumu dažādos viļņu garuma reģionos, sākot no optiskā līdz radio, astronomi atklāj, ka šis vienīgais objekts izstaro tikpat daudz enerģijas spektra infrasarkanajā daļā, kā visa galaktika optiskajā reģionā. Dažādos viļņu garumos izstarotās enerģijas daudzums liecina, ka tas ir jauns (dažus miljonus gadu ilgs), ļoti masīvs (vairāk nekā miljons saules masu) zvaigžņu puduris, kas ir iestrādāts blīvā un smagā putekļu mākonī (vairāk nekā 100 000 saules putekļu masu) ; emisija, kas redzama PR Photo 31c / 04, rodas no šiem putekļiem).
Skats uz sākumu
Šie rezultāti parāda, ka tik maza galaktika kā NGC 5253, gandrīz 100 reizes mazāka nekā mūsu Piena Ceļa galaktika, var radīt simtiem kompaktu zvaigžņu kopu. Jaunākais no šiem klasteriem joprojām ir dziļi iesēdināts dzimšanas mākoņos, taču, tos novērojot ar infrasarkano staru jutīgiem instrumentiem, piemēram, ISAAC VLT, tie patiešām izceļas kā ļoti spilgti objekti.
Masīvākā no šīm kopām satur apmēram miljonu saules masu un spīd pat 5000 ļoti spilgti masīvas zvaigznes. Tas var būt ļoti līdzīgs priekštečiem veco globālo kopu agrīnajā Visumā, kurus mēs tagad novērojam tādās lielās galaktikās kā Piena ceļš. Šajā nozīmē NGC 5253 sniedz mums tiešu skatījumu uz mūsu pašu sākumu.
Piezīme
[1] Grupas sastāvā ir Džovanni Kreši (Florences universitāte, Itālija), Leonardo Vanzi (ESO-Čīle) un Marc Sauvage (CEA / DSN / DAPNIA, Saclay, Francija). Sīkāka informācija par šo izmeklēšanu ir pieejama zinātniskajā rakstā (“Zvaigžņu kopu populācija NGC 5253”, autors G. Krešs un citi), kas drīz parādīsies vadošajā pētījumu žurnālā “Astronomy & Astrophysics” (priekšspiedums ir pieejams kā astro-ph / 0411486).
Oriģinālais avots: ESO ziņu izlaidums
Šeit ir vairāk informācijas par to, kā tiek veidotas zvaigznes.
