Astronaujiena. Žvaigždžių gimimo fejerverkai

Pagalvojus apie astrofiziką ir astronomiją, pirmiausia prieš akis turbūt iškyla žvaigždėto dangaus vaizdas. Būtent žvaigždės yra aiškiausias „astronominis“ dalykas, ir tyrinėjamos jos seniau už bet ką kita (na nebent išskyrus Mėnulį). Taip galvojant, gali nustebinti faktas, jog apie žvaigždes dar labai daug ko nežinome. Nežinome netgi kaip jos gimsta; bet nauji kosminio teleskopo WISE duomenys gali padėti išsiaiškinti šį bei tą daugiau.

Sakydamas, jog nežinoma, kaip gimsta žvaigždės, nenoriu pasakyti, kad astronomai visiškai nesuvokia, kaip patenkama iš taško A – tarpžvaigždinių dujų telkinio, – į tašką B – jaunų žvaigždžių spiečių. Bendri šio proceso bruožai yra neblogai išsiaiškinti; apie tai esu rašęs praeitą vasarą. Tačiau įvairios detalės vis dar neduoda ramybės mokslininkams. Kodėl, beveik nepriklausomai nuo gimimo vietos, žvaigždžių masių pasiskirstymas yra vienodas? Kokia yra magnetinių laukų bei protožvaigždžių sukimosi įtaka įvairioms gimstančių žvaigždžių savybėms? Kaip žvaigždžių formavimasis viename molekulinio debesies krašte paveikia kitą kraštą? Atsakymą į šitą paskutinį klausimą galbūt pateikė WISE teleskopas, kuriuo ilgą laiką buvo stebimas Kasiopėjos žvaigždynas ir ta kryptimi esančiuose regionuose vykstanti žvaigždėdara.

WISE teleskopo duomenys, sujungti į vieną didelį paveikslą

Žvaigždės formuojasi ne po vieną, o spiečiais, kuriems pradžią duoda šimtų tūkstančių ar net milijonų Saulės masių molekuliniai debesys. Tie debesys po truputį suyra į protožvaigždinius branduolius, kuriuose formuojasi pavienės (arba dvinarės) žvaigždės, aplink jas susisuka protoplanetiniai diskai, ir t.t. Kiekviename branduolyje procesas vyksta vis skirtingu greičiu (priklausomai nuo branduolio masės ir kitų savybių), taigi kai vienos jaunos žvaigždės užsižiebia, kitos dar toli gražu nėra pasiekusios šitos fazės; neretai būna ir taip, kad didelė molekulinio debesies dalis vis dar yra nesuskilusi net į branduolius. Štai čia prasideda įdomumas: žvaigždės šviesa pakeičia aplink esančių dujų savybes ir gali išpūsti burbulą aplink tą žvaigždę. Burbulo pakraščiuose dujos yra suspaudžiamos, jų tankis didėja, taigi ten skilimas ir žvaigždžių formavimasis gali prasidėti daug lengviau ir vykti sparčiau. Taip keleto žvaigždžių atsiradimas sukelia tolesnę žvaigždėdarą; įvyksta tarsi tam tikra grandininė reakcija.

Visgi galima ir tokia situacija, kad pirmųjų žvaigždžių sukurto burbulo poveikio nepakanka, kad žvaigždės aplink pradėtų formuotis iš karto. Jos ima formuotis tik tada, kai ant burbulo prikrenta nemažai medžiagos iš išorės; tai gali užtrukti milijoną-kitą metų, o per tiek laiko masyviausios pirmosios žvaigždės jau spėja ir supernovomis nusprogti. Toks procesas turėtų palikti gana aiškų pėdsaką: nuo pirmųjų žvaigždžių formavimosi vietos kitos, vis jaunesnės, žvaigždės išsidėsčiusios koncentriniais apskritimais, žyminčiais vis didesnių burbulų, sukurtų vis naujesnės žvaigždžių kartos, ribas. Priešingu atveju, jei žvaigždėdarą besiplečiantis burbulas stimuliuoja iš karto, skirtumai tarp žvaigždžių amžių būtų mažesni, o išsidėstymas – tolygesnis.

WISE teleskopo duomenys rodo, jog tolygaus ir spartaus žvaigždžių formavimosi modelis yra labiau tikėtinas, bent jau tyrinėtame regione Kasiopėjos žvaigždyne. Žvaigždžių išsidėstymas erdvėje rodo, kad jos greičiausiai formavosi burbulams besiplečiant, taigi netrukus po to, kai susiformavo pirmosios žvaigždės. Aišku tai, kuris modelis teisingas kiekvienoje situacijoje, priklauso nuo vidutinio debesies tankio, taigi gali būti, kad kituose žvaigždėdaros regionuose situacija gali būti priešinga. Bet visgi atradimas įdomus.

Dar vienas reiškinys, kurį aptiko astronomai – daugiasluoksniai burbulai. Rasta burbulų, kuriuos sukūrė viena žvaigždžių karta, o vėliau jų pakraščiuose kita žvaigždžių karta išpūtė naujus burbulus. Tai – dar vienas įrodymas, jog žvaigždėdara gali plėstis pati iš savęs; prasidėjusi viename taške, ji sukelia grįžtamąją reakciją, kuri skatina spartesnę žvaigždėdarą aplinkinėse srityse, ir taip toliau, kol visas molekulinis debesis sužimba tūkstančiais naujagimių žiburėlių.

Štai taip, trumpai ir žvaigždėtai, šįkart. Platesnių rašinių pažadu kažkada netrukus (gal netgi savaitgalį).

Laiqualasse

3 comments

  1. Gal galėtum šiek tiek paaiškinti, ką reiškia „Kodėl, beveik nepriklausomai nuo gimimo vietos, žvaigždžių masių pasiskirstymas yra vienodas?“ Labai įdomus straipsnis :)

    zvyras

    1. Žvaigždžių masių pasiskirstymas, dar vadinamas pradine masės funkcija (Initial mass function, IMF) – tai funkcija, nurodanti, kiek (santykinai) kokios masės žvaigždžių yra sistemoje. Pavyzdžiui, jei Saulės masės žvaigždžių spiečiuje yra 5 tūkstančiai, tai dvigubai masyvesnių bus jau tik tūkstantis. Įdomu yra tai, kad praktiškai kur tik pažiūrėsi, tas masių pasiskirstymas yra toks pat, labai dideliame masių ruože aprašomas laipsnine funkcija N(M) ~ M^(-2,3). Vienintelė išimtis, kurią žinau – pats Galaktikos centras, kur yra jaunų žvaigždžių spiečius, kurio masės pasiskirstymas aprašomas funkcija N(M) ~ M^(-0,7), t.y. ten žvaigždės vidutiniškai labai masyvios.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *