Hviezdy sa narodili dlhšie

Hviezdy sa narodili dlhšie

Dmitry Vibe,
astrochemist, Dr. Sci. Vedy, vedúci. Katedra fyziky a vývoja hviezd, Ústav astronómie, RAS
"Trinity Option" № 15 (234), 1. augusta 2017

Dmitry Vibe

V počiatočných štádiách poznania medzihviezdnej molekulovej hmoty sa molekulárne oblaky považovali za dlho živé objekty s charakteristickou životnosťou rádovo desiatok miliónov rokov. Vzhľadom na to, že hmotnosť oblakov podstatne presahuje hmotnosť džínsov (kritická hmotnosť pre vznik gravitačnej nestability), museli by sa tak rýchlo zrútiť pod vlastnou hmotnosťou. Preto predpoklad dlhodobej existencie molekulárnych oblakov vyžadoval predpoklad prítomnosti niektorého ďalšieho faktora zabraňujúceho kolapsu.

V rámci tzv. Štandardného modelu vytvárania hviezd sa molekulárne oblaky udržiavajú od zrútenia magnetickým poľom a preto sa v nich pomaly vytvára hviezda, pretože stratí podporu pre magnetické pole. V priebehu času sa však začali zhromažďovať dôkazy, že molekulárne oblaky žijú omnoho menej – len niekoľko miliónov rokov.Jedným takýmto svedectvom je tzv problém hviezd po T Tau ("po T Tauri").

Podľa moderných konceptov je hviezda typu T Tau veľmi mladá hviezda solárneho typu, a to ani vo vnútri, ani okolo, ktoré sa procesy nikdy neusadili, a preto má viditeľnú nepravidelnú variabilitu. Vek hviezd typu T Tau je niekoľko miliónov rokov alebo menej.

Ak molekulárny oblak žije niekoľko desiatok miliónov rokov a hviezdna formácia pokračuje po celú dobu, mali by sme vidieť to ako nedávno zrodené T Tau hviezdy, ktoré sa stále chovájú ako piate zrovnávače vo výklenku, ako aj tichšie T Tau hviezdy s vekom viac ako tucet miliónov rokov, ktoré sú ako tínedžeri.

Ale práve s prítomnosťou, presnejšie, absencia takýchto "teenagerov" – post T Tau hviezdy vo hviezdotvorných molekulových oblakoch – a tento problém je spojený. Od veku "kompozitného" objektu (najmä v oblasti tvorby hviezd) je logické predpokladať vek svojho najstaršieho prvku a my v oblastiach aktívneho formovania hviezd (my si myslíme), že nevidíme hviezdy staršie ako niekoľko miliónov rokov, musíme uzavrieťže nie sú zahrnuté desiatky miliónov rokov molekulárnych oblakov.

Tento záver bol jedným z dôvodov zvláštneho poklesu štandardného modelu a nárastu nového modelu – gravitačný turbulentný, podľa ktorého je molekulárny oblak prechodnou zrazeninou v turbulentnom medzihviezdnom médiu, ktorý prechádza celým životným cyklom – od vytvorenia zrazeniny a od narodenia hviezd v ňom až po rozptýlenie – niekoľko miliónov rokov.

Základ našich myšlienok o vytváraní hviezd podobných Slnku vo veľkej miere spočíva v štúdiu komplexu molekulárnych oblakov v Taurus-Auriga (skrátka "Chariotee" je často vynechaný v názve): toto je najbližší komplex molekulárnych oblakov pre nás , A nedávno sa objavilo dielo, ktoré sa venuje štúdiu populácie mladých hviezd v tomto komplexe [1].

vyššia) a Hyades (nižšie). Fotografie od Alan Dyer z amazingsky.net ("TrV" č. 15 (234), 08/01/2017) "border = 0> Tmavé vlákna – zložka prachu komplexu molekulárneho oblaku v Taurus – pochádzajúce.vyššia) a Hyades (nižšie). Foto Alan Dyer z amazingsky.net

Je zábavné, že v takýchto štúdiách blízkosť komplexu nie je taká zjavná výhoda: zaberá plochu okolo 15 ° až 15 ° na oblohe,a na zostavenie kompletného obrazu je potrebné pozorovanie veľmi veľkého rozsahu. Súčasne sa ľahko odlíšia hviezdy T Tau: okrem už spomínanej variability majú infračervené nadmerné žiarenie (vyžaruje prach obklopujúci mladú hviezdu a ohrievaný optickým žiarením), ultrafialový prebytok (žiara látka padá na hviezdu) a iné charakteristické črty.

S hviezdami post T Tau je zložitejšie. Zachovávajú vysokú aktivitu v chromosféroch a korunách, a preto ich identifikujú, používajú prejavy takejto aktivity – prítomnosť emisných línií v spektre alebo vysokej röntgenovej luminozity. Je však pravdepodobné, že by ich zamieňali s aktívnymi hviezdami iných typov, ktoré nesúvisia s hviezdicovou oblasťou, alebo naopak strácajú zo zreteľa "potrebné" hviezdy po T Tau, ktorých pozorovania padli v intervale ich relatívneho pokoja.

Obtiažnosť identifikácie vedie k tomu, že v Taurusu boli predtým identifikované iba asi 150 hviezd starších ako klasické hviezdy T Tau. Autori článku ich nazývajú bezklastickými, pretože jedným z indikátorov veku je prítomnosť alebo neprítomnosť okolitého disku.Väčšina bezdiskových hviezd v priestore sa distribuuje rovnakým spôsobom ako hviezdy s diskami, to znamená prevažne na miestach, kde sa sústreďuje molekulárny plyn.

Tieto hviezdy sa nedávno narodili, pravdepodobne patrili do rovnakej generácie ako formálne mladšie hviezdy s diskami (klasické hviezdy ako T Tau). Existuje však niekoľko hviezd bez disku, ktoré zaberajú väčšiu plochu na oblohe ako hviezdy s diskami. Sú to pozostatky staršej populácie komplexu Taurus, alebo s nimi nemajú nič spoločné a náhodne sa premietajú do tej istej časti oblohy?

Odpoveď na otázku prítomnosti staršej populácie v Taurus je dôležitá z niekoľkých dôvodov. Po prvé, ak je, budeme musieť revidovať odhad veku komplexu v smere jeho nárastu. A – tadam! – problém hviezd po T Tau č. Po druhé, ak preskúmame hviezdy v komplexe, predpokladáme, že patria k rovnakej generácii a generácia tam v skutočnosti nie je jedna, získame nespoľahlivé štatistické závery, napríklad o zlomku hviezd s diskami.

Toto je pre nás dôležité, pretože toto množstvo sa teraz používa ako miera životnosti protoplanetárneho disku, a to je jedným z kľúčových kritérií pri budovaní teórie tvorby planetárnych systémov. No, atď. Atď.Z toho vyvodíme závery o počiatočnej funkcii masy, multiplicity atď.

Protoplanetárny disk ako umelec (Gemini Observatory / AURA Artwork od Lynette Cook)

Adam Kraus a jeho kolegovia urobili nasledovné. Zozbierali informácie o všetkých hviezdach spektrálnej triedy F0 a neskôr, ktoré na oblohe padali do oblasti komplexu molekulárnych oblakov Taurus-Auriga a boli kedy navrhnuté ako členovia tohto komplexu. Celkovo sa uvažovalo o 396 hviezd.

Adam Kraus, PhD (Caltech), postdoktor na Inštitúte astronómie v Honolulu (Havaj, USA), Hubble Fellow. Fotografie z lokality www.ifa.hawaii.edu ("TrV" č. 15 (234), 08/01/2017)

Pre nich autorky analyzovali všetky známe parametre (vlastnosti atmosféry, obsah lítia, radiálne rýchlosti, správne pohyby), ktoré by naznačovali: a) ich mladosť, b) ich príslušnosť k komplexu Taurus – Aurium. V zozname sa uvádzalo 160 potvrdených alebo pravdepodobných "outsideri", teda hviezdy pozadia, a pre 18 hviezd nebol dostatok informácií, aby ich nejako identifikovali.

Zostávajúcich 218 hviezd je pravdepodobne súčasťou príslušnej oblasti tvorby hviezd, pričom 87 z nich nie je zahrnutých do "kánonických" zoznamov členov komplexu predtým.A významná časť "nováčikov" sa distribuuje v priestore, nie ako hviezdy s diskami. Presnejšie, v oblastiach s najvyššou hustotou hviezd, podiel hviezd s diskami dosahuje 60%, zatiaľ čo v oblastiach medzi hustými hviezdnymi koncentráciami klesá na 25%. Tam, kde je v komplexe Taurus-Auriga hviezdna hustota minimálna, neexistujú žiadne hviezdy s diskami.

modré kruhy) a bezhrudkové hviezdy (zelené hrnčeky) v komplexe Taurus – Aurigae. Rozdelenie prachu (zodpovedajúce rozloženiu molekulárneho plynu) [1] ("TrV" č. 15 (234), 08.08.2017) modré kruhy) a bezhrudkové hviezdy (zelené hrnčeky) v komplexe Taurus – Aurigae. Rozdelenie prachu (zodpovedajúce rozdeľovaniu molekulárneho plynu) [1] ("TrV" č. 15 (234), 08/01/2017) sa používa ako pozadie. Rozdelenie hviezd s diskami (modré kruhy) a bezhrudkové hviezdy (zelené hrnčeky) v komplexe Taurus – Aurigae. Rozdelenie prachu (zodpovedajúce rozloženiu molekulárneho plynu) sa používa ako pozadie [1]

Na základe získaných výsledkov dospeli autori k nasledovnému záveru: v oblasti Taurus – Aurigae skutočne vidíme dve populácie hviezd.Jedným z nich je predovšetkým hviezdy s diskami a časť hviezd bez disku. Tieto hviezdy boli vytvorené relatívne nedávno (pred niekoľkými miliónmi rokmi alebo menej) a stále sú zoskupené do niekoľkých skupín, ktoré sa zhodujú s oblasťami s vysokou koncentráciou molekulárneho plynu.

Druhá populácia pozostáva z menej mladých hviezd bez hviezd. Sú distribuované v oblasti Taurus – Auriga rovnomernejšie a nevykazujú súvislosť s moderným rozložením molekulárneho plynu. Buď sa podarilo odletieť od materských molekulárnych zhlukov, alebo tieto zrazeniny mali čas rozptýliť sa.

Treba poznamenať, že toto rozdelenie do dvoch populácií je trochu arbitrárne: autori nedefinovali tieto vekové skupiny so zameraním na priestorové rozloženie. Nepriame údaje naznačujú, že väčšina hviezd "starých" obyvateľov má vek okolo 10 miliónov rokov, čo je päťkrát viac ako vek "kanonickej" populácie. Vek najmenej niekoľkých hviezd presahuje 15 miliónov rokov.

Oranžová hviezda na pravej strane obrazu, obklopená namiesto NGC 1555, je premenná hviezda T Tauri, ktorá dala meno celej triede mladých hviezd.Zaujímavé je, že samotná T Tauri je skôr atypickým zástupcom tejto triedy. Foto: Adam Block / Mount Lemmon SkyCenter / Arizona univerzita z www.caelumobservatory.com

Všeobecne platí, že prítomnosť druhej populácie znamená, že tvorba hviezd v regióne, priestorovo a kinematicky (z hľadiska rýchlosti), ktorá sa zhoduje s komplexom Taurus-Auriga, prebiehala 10-20 ma. Väčšina nesúrodých hviezd študovaných v článku od Krausa a kol. Nachádza sa na blízkej strane molekulárneho oblaku. Môže to byť vplyv výberu: vzdialenejšie hviezdy bezdomovcovej populácie by sa jednoducho nedostali do existujúcej vzorky a stále čakajú na objavenie sa.

Je možné, že prvý stupeň tvorby hviezd v tejto oblasti pokryl výrazne väčšie množstvo priestoru než súčasná fáza a pred 15 miliónmi rokov hviezdny komplex Taurus – Actor mohol mať súperovu veľkosť s hviezdicovým komplexom Orion. Autori nevylučujú, že v skutočnosti môže značne presahovať tradičné hranice vyhľadávania potenciálnych členov.

Stojí za to robiť ďalekosiahle závery z tohto objavu? Možno nie. Blízkosť komplexu Taurus nám vôbec neznamená, že je štandardom.Okrem toho existujú náznaky, že tomu tak nie je, napríklad atypické hromadné rozloženie vznikajúcich hviezd a pomerne veľké (v porovnaní s inými oblasťami tvorby hviezd) medzi nimi. Možno sa ukáže, že to, čo sa deje v Taurus, zostáva v Taurus. Nakoniec, ako dobre známy astrofyzik Donald Osterbrock (Donald Osterbrock), každý dobre študovaný objekt je zvláštny (to je nezvyčajný, špeciálny).


1. Kraus A. L., Herczeg G. J., Rizzuto A.C., Mann A.W., Slesnick C.L., Carpenter J.M., Hillenbrand L.A., Mamajek E.E. Ecosystem I of Bigger Taurus-Auriga: There is a Distributed Older Population. Astrofyzikálny časopis, 838, 150 (2017).


Like this post? Please share to your friends:
Pridaj komentár

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: