Gwiazdy to maszyny, które rzeźbią wszechświat, jednak naukowcy nie do końca wiedzą, jak powstają. Aby zrozumieć szalony „bum dziecięcy” narodzin gwiazd, który miał miejsce na początku historii wszechświata, naukowcy zwrócili się do Małego Obłoku Magellana, galaktyki satelitarnej Drogi Mlecznej. Ta pobliska galaktyka ma prostszy skład chemiczny niż Droga Mleczna, co upodabnia ją do galaktyk występujących w młodszym wszechświecie, gdzie cięższych pierwiastków było mniej. To pozwala mu służyć jako proxy dla wczesnego wszechświata.
Dwa oddzielne badania – pierwsze z Kosmicznym Teleskopem Hubble’a, a drugie z Bardzo Dużym Teleskopem Europejskiego Obserwatorium Południowego – doszły ostatnio do tego samego wniosku. Stosując różne metody, niezależne zespoły odkryły młode gwiazdy poruszające się po spirali w centrum masywnej gromady gwiazd zwanej NGC 346 w Małym Obłoku Magellana. Ten podobny do rzeki ruch gazu i gwiazd jest skutecznym sposobem napędzania narodzin gwiazd, twierdzą naukowcy. Wyniki zespołów pokazują, że proces formowania się gwiazd w Małym Obłoku Magellana jest podobny do tego w naszej Drodze Mlecznej.
Natura lubi spirale – od wiru huraganu, przez dyski protoplanetarne w kształcie wiatraczka wokół nowonarodzonych gwiazd, po rozległe królestwa galaktyk spiralnych w naszym wszechświecie.
Teraz astronomowie są zdezorientowani odkryciem młodych gwiazd, które krążą spiralnie w centrum masywnej gromady gwiazd w Małym Obłoku Magellana, satelickiej galaktyce Drogi Mlecznej.
Zewnętrzne ramię spirali w tym ogromnym, dziwnie ukształtowanym gwiezdnym żłobku zwanym NGC 346 może zasilać formowanie się gwiazd w podobnym do rzeki ruchu gazu i gwiazd. Naukowcy twierdzą, że jest to skuteczny sposób napędzania narodzin gwiazd.
Mały Obłok Magellana ma prostszy skład chemiczny niż Droga Mleczna, co upodabnia go do galaktyk występujących w młodszym wszechświecie, gdzie cięższe pierwiastki były mniej dostępne. Z tego powodu gwiazdy w Małym Obłoku Magellana palą się goręcej i tym samym szybciej wyczerpują się paliwo niż w naszej Drodze Mlecznej.
Chociaż Mały Obłok Magellana, choć jest zastępcą wczesnego Wszechświata, oddalony o 200 000 lat świetlnych jest również jednym z naszych najbliższych galaktycznych sąsiadów.
Dowiedzenie się, jak gwiazdy formują się w Małym Obłoku Magellana, oferuje nowe spojrzenie na to, jak burza ogniowa narodzin gwiazd mogła mieć miejsce na początku historii Wszechświata, kiedy przechodził „bum demograficzny” około 2 do 3 miliardów lat po Wielkim Wybuchu. wszechświat ma obecnie 13,8 miliarda lat).
Nowe wyniki wskazują, że proces formowania się gwiazd jest podobny do tego w naszej Drodze Mlecznej.
NGC 346 o średnicy zaledwie 150 lat świetlnych może pochwalić się masą 50 000 Słońc. Jego intrygujący kształt i szybkie tempo powstawania gwiazd zadziwiły astronomów. Potrzeba było połączonych mocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego, aby odkryć zachowanie tego tajemniczo wyglądającego gwiezdnego miejsca gniazdowania.
„Gwiazdy są maszynami, które rzeźbią wszechświat. Nie mielibyśmy życia bez gwiazd, a mimo to nie do końca rozumiemy, jak się tworzą” – wyjaśniła prowadząca badania Elena Sabbi z Space Telescope Science Institute w Baltimore. „Mamy kilka modeli, które tworzą przewidywania, a niektóre z tych przewidywań są sprzeczne. Chcemy określić, co reguluje proces formowania się gwiazd, ponieważ są to prawa, których potrzebujemy również, aby zrozumieć, co widzimy we wczesnym wszechświecie”.
Naukowcy określili ruch gwiazd w NGC 346 na dwa różne sposoby. Korzystając z Hubble’a, Sabbi i jej zespół zmierzyli zmiany pozycji gwiazd na przestrzeni 11 lat. Gwiazdy w tym regionie poruszają się ze średnią prędkością 2000 mil na godzinę, co oznacza, że w ciągu 11 lat poruszają się 200 milionów mil. To około 2 razy odległość między Słońcem a Ziemią.
Ale ta gromada jest stosunkowo daleko, wewnątrz sąsiedniej galaktyki. Oznacza to, że ilość obserwowanego ruchu jest bardzo mała, a zatem trudna do zmierzenia. Te niezwykle precyzyjne obserwacje były możliwe tylko dzięki znakomitej rozdzielczości i wysokiej czułości Hubble’a. Ponadto, trzydziesięcioletnia historia obserwacji Hubble’a zapewnia astronomom punkt odniesienia do śledzenia drobnych ruchów na niebie w czasie.
Drugi zespół, kierowany przez Petera Zeidlera z AURA/STScI dla Europejskiej Agencji Kosmicznej, wykorzystał naziemny instrument VLT Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) do pomiaru prędkości radialnej, która określa, czy obiekt zbliża się, czy oddala od obserwatora.
„To, co było naprawdę niesamowite, to to, że zastosowaliśmy dwie zupełnie różne metody z różnymi urządzeniami i zasadniczo doszliśmy do tego samego wniosku, niezależnie od siebie”, powiedział Zeidler. „Dzięki Hubble’owi możesz zobaczyć gwiazdy, ale dzięki MUSE możemy również zobaczyć ruch gazu w trzecim wymiarze, co potwierdza teorię, że wszystko porusza się spiralnie do wewnątrz”.
Ale dlaczego spirala?
„Spirala jest naprawdę dobrym, naturalnym sposobem zasilania formowania się gwiazd z zewnątrz w kierunku środka gromady” – wyjaśnił Zeidler. „To najskuteczniejszy sposób, w jaki gwiazdy i gaz napędzający powstawanie gwiazd mogą przemieszczać się w kierunku centrum”.
Połowa danych z Hubble’a dla tego badania NGC 346 jest archiwalna. Pierwsze obserwacje zostały wykonane 11 lat temu. Zostały one ostatnio powtórzone, aby śledzić ruch gwiazd w czasie. Biorąc pod uwagę długowieczność teleskopu, archiwum danych Hubble’a zawiera obecnie ponad 32 lata danych astronomicznych, które zasilają bezprecedensowe, długoterminowe badania.
„Archiwum Hubble’a to naprawdę kopalnia złota” – powiedział Sabbi. „Jest tak wiele interesujących obszarów gwiazdotwórczych, które Hubble zaobserwował przez lata. Biorąc pod uwagę, że Hubble radzi sobie tak dobrze, możemy faktycznie powtórzyć te obserwacje. To może naprawdę pogłębić naszą wiedzę na temat powstawania gwiazd”.
Wideo: https://youtu.be/KGK8UThH_nw