Stellar parenting: Uusien tähtien tekeminen "ottamalla käyttöön" hajamielisiä kosmisia kaasuja

Section 6 (Heinäkuu 2019).

Anonim

Maailmankaikkeuden kaikkein silmiinpistävimpiä esineitä ovat kimaltelevat, tiheät tähdet, jotka tunnetaan pallomaisiksi klustereiksi. Tähtitieteilijät olivat jo pitkään ajatelleet, että globulaariset klusterit muodostivat miljoonat tähtensä irtotavarana samanaikaisesti, ja kullakin klusterin tähdillä oli hyvin samanlaiset ikäluokat, kuten kaksoset veljekset ja sisaret. Nuoren tähtien viimeaikaiset löydöt vanhoissa pallomaisissa klustereissa ovat kuitenkin sekoittaneet tämän siistin kuvan.

Sen sijaan, että kaikki niiden tähtien jälkeläiset kerryttäisivät, pallomaiset klusterit voisivat jotenkin kantaa toista tai jopa kolmasosaa sarjoja tuhansia sisarus tähteä. Nyt uusi tutkimus Pekingin yliopiston tähtitieteen ja astrofysiikan Kavlin instituutin (KIAA) johdolla ja myös Northwesternin yliopiston tähtitieteilijöiden, Adlerin planetaarion ja Kiinan tiedeakatemian (NAOC) kansallisten tähtitieteellisten observatorioiden avulla voisi selittää nämä hämmentävää, peräkkäistä tähtien sukupolvea.

Hubble-avaruusteleskoopin havaintojen avulla tutkimusryhmä on ensimmäistä kertaa löytänyt nuoria tähtien populaatioita globulaarisissa klustereissa, jotka ovat ilmeisesti kehittäneet tähtien muodostavan kaasun, joka virtaa klustereiden ulkopuolelta. Tämä menetelmä on vastoin tavanomaista ajatusta, jonka mukaan klusterien alkusäleistä vuotaa kaasua ikäänsä saadakseen keksiä tulevia tähtipäiden kierroksia.

Tutkimus julkaistaan Nature- lehden tammikuun 28. numerossa.

"Tämä tutkimus tarjoaa uudenlaisen näkemyksen tähtikeskittymien useiden tähtipopulaatioiden ongelmasta", kertoo KIAA: n ja NAOC: n tähtitieteilijä Chengyuan Li, joka on myös Kiinan tiedeakatemian Purple Mountain Observatoryn kanssa. "Tutkimuksemme viittaa siihen, että näiden uusien tähtien populaatioiden kaasumaisella polttoaineella on alkuperä, joka on klusterin ulkopuolella, eikä sisäistä."

Globaaliset klusterit näyttävät tavallaan kykenevän "hyväksymään" vauvojen tähdet - tai ainakin materiaalia, jolla uusiin tähtiin muodostuu - sen sijaan, että luotaisiin enemmän "biologisia" lapsia vanhempina ihmisen perheessä.

"Selitys siitä, että toissijaiset tähtipopulaatiot ovat peräisin klusterien ympäristöstä kerääntyneestä kaasusta, on voimakkain vaihtoehtoinen ajatus tähän mennessä", sanoo Richard de Grijs, joka on myös KIAA: n ja Chengyuanin Ph.D.n astronomi. neuvonantaja. "Globulaariset klusterit ovat osoittautuneet paljon monimutkaisemmiksi kuin ajattelimme."

Globulaariset klusterit ovat pyöreitä, tiheästi pakattuja tähtiryhmiä, jotka kiertää galaksien laitamilla. Meidän koti-galaksi, Linnunrata, isännöi useita satoja. Useimmat näistä paikallisista, massiivisista klustereista ovat melko vanhoja, joten KIAA: n johtama tutkimusryhmä kiinnitti huomionsa nuoriin ja keski-ikäisiin klustereihin, jotka löytyvät kahdesta lähellä olevasta kääpiön galaksiasta, kutsutaan kollektiivisesti Magellanic Cloudsiksi.

Tarkemmin sanottuna tutkijat käyttivät Hubble-havaintoja NGC 1783: n ja NGC 1696: n suurikokoisista magneettisesta pilvestä ja NGC 411: stä Pienellä Magellanic Cloud -vyöhykkeellä. Tutkijat rutiininomaisesti päättelevät tähtien ikää katsomalla niiden värejä ja kirkkautta. Esimerkiksi NGC 1783: ssa Li, de Grijs ja työtoverit tunnistivat 1, 4 miljardin vuoden ikäluokkien alkupopulaation sekä kaksi uutta väestöä, jotka muodostivat 890 miljoonaa ja 450 miljoonaa vuotta sitten.

Mikä selkein selitys näille odottamattoman erilaisille tähtien ikäisille? Jotkut globulaariset klusterit saattavat pitää tarpeeksi kaasua ja pölyä useiden tähtien sukupolvien pyörittämiseksi, mutta tämä näyttää epätodennäköiseltä, sanoi Northwestern-yliopiston tutkija Aaron M. Geller ja Chicagon Adlerin planetaario.

"Kun valtavat massiiviset tähdet muodostavat, ne ovat kuin räjähtäviä aikapommeja, vain noin 10 miljoonaa vuotta, kunnes ne räjähtävät voimakkaassa supernovaessa ja poistavat jäljellä olevat kaasut ja pölyt", Geller sanoi. "Jälkeenpäin pienemmät massat, jotka elävät kauemmin ja kuolevat vähemmän väkivaltaisesti, voivat sallia klusterin rakentaa kaasua ja pölyä jälleen kerran."

KIAA: n johtama tutkimusryhmä ehdottaa, että globulaariset klusterit voivat pyyhkiä eksynyt kaasun ja pölyn, jota he kohtaavat liikuttaessaan niiden isäntäkohtauksia. Teoreettinen vastasyntyneiden tähtien syntyminen klustereissa, kun he "hyväksyvät" tähtienväliset kaasut, ovat todellisuudessa peräisin vuodelta 1952. Yli puoli vuosisataa myöhemmin, tällä kerran spekulatiivisella idealla on äkkiä tärkeitä todisteita sen tukemiseksi.

Tutkimuksessa KIAA-tutkijat analysoivat Hubble-havaintoja näistä tähtiklustereista, ja sitten Geller ja hänen luoteisväestönsä kollega Claude-André Faucher-Giguère suorittivat laskelmia, jotka osoittavat tämän teoreettisen selityksen mahdolliseksi globulaarisissa klustereissa, joita tämä tiimi opiskeli.

"Olemme nyt vihdoin osoittaneet, että tämä ajatus klustereista, jotka muodostavat uusia tähtiä kaasulla, saattaisi todellisuudessa toimia, " de Grijs sanoi, "eikä vain kolmelle klusterille, joita me havaitsimme tässä tutkimuksessa, mutta mahdollisesti koko joukon niistä."

Tulevat tutkimukset pyrkivät laajentamaan havaintoja muihin Magellanic Cloudiin sekä Linnunradan pallomaisiin klustereihin.

menu
menu