Wiele czynników może ograniczać wielkość grupy gwiazd. Astronomowie odkryli jednak, że grupy gwiazd w pewnych środowiskach mogą same się regulować.
Nowe badania wykazały, że gwiazdy w gromadach mają zdolność do „samokontroli”, co oznacza, że pozwalają one na wzrost tylko ograniczonej liczby gwiazd, zanim największe i najjaśniejsze z nich wyrzucą z układu większość gazu. Proces ten powinien drastycznie spowolnić narodziny nowych gwiazd, co lepiej pasowałoby do przewidywań astronomów dotyczących szybkości formowania się gwiazd w gromadach.
Celem obserwacji był RCW 36, duży obłok gazu zwany obszarem H II, składający się głównie z atomów wodoru, które zostały zjonizowane – czyli pozbawione elektronów. Ten kompleks gwiazdotwórczy znajduje się w Drodze Mlecznej około 2900 lat świetlnych od Ziemi. Dane z Obserwatorium Herschela w podczerwieni pokazane są na zdjęciu na czerwono, pomarańczowo i zielono, dane rentgenowskie na niebiesko, a źródła punktowe na biało. Północ jest 32° na lewo od pionu.
RCW 36 zawiera gromadę młodych gwiazd i dwie puste przestrzenie utworzone ze zjonizowanego gazowego wodoru, rozciągające się w przeciwnych kierunkach. Zidentyfikowano również pierścień gazu, który owija się wokół gromady pomiędzy wnękami, tworząc talię wokół wnęk w kształcie klepsydry. Gorący gaz o temperaturze około dwóch milionów kelwinów i promieniujący w paśmie rentgenowskim, wykryty przez teleskop Chandra, jest skoncentrowany w okolicy centrum RCW 36, w pobliżu dwóch najgorętszych i najmasywniejszych gwiazd w gromadzie. Gwiazdy te są głównym źródłem gorącego gazu. Duża ilość pozostałego gorącego gazu znajduje się poza wnękami, po wycieku przez granice wnęk. Dane z SOFIA i APEX pokazują, że pierścień zawiera chłodny, gęsty gaz (o typowej temperaturze 15–25 kelwinów) i rozprzestrzenia się z prędkością 3200–6200 kilometrów na godzinę. Dane z obserwatorium SOFIA pokazują, że na obwodzie obu wnęk znajdują się powłoki chłodnego gazu rozprzestrzeniającego się z prędkością 16 tysięcy kilometrów na godzinę i prawdopodobnie wypychanego na zewnątrz przez ciśnienie gorącego gazu obserwowanego przez Chandrę. Gorący gaz wspólnie z promieniowaniem od gwiazd w gromadzie oczyścił jeszcze większe wnęki wokół RCW 36, tworząc tzw. strukturę matrioszki. Naukowcy widzą również w danych z obserwatorium SOFIA dowody na to, że jakiś chłodny gaz wokół pierścienia jest wyrzucany z RCW 36 z jeszcze większą prędkością – około 50 tysięcy kilometrów na godzinę, co odpowiada wyrzutowi 170 mas Ziemi rocznie.
Prędkość ekspansji różnych opisanych tutaj struktur oraz tempo wyrzucania masy pokazują, że większość chłodnego gazu w odległości około trzech lat świetlnych od centrum regionu H II może zostać wyrzucona w ciągu 1–2 milionów lat. Spowoduje to usunięcie surowca potrzebnego do formowania gwiazd, co ograniczy ich dalsze powstawanie w tym regionie. Astronomowie nazywają ten proces samoregulacji gwiazd „gwiezdnym sprzężeniem zwrotnym”. Obserwacje takie jak ta pomagają nam zrozumieć rolę, jaką odgrywa gwiezdne sprzężenie zwrotne w procesie formowania się gwiazd.
Praca opisująca te wyniki ukazała się 20 sierpnia 2022 roku w „The Astrophysical Journal” i jest dostępna online.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Astronomers See Stellar Self-Control in Action
- The SOFIA FEEDBACK Legacy Survey Dynamics and Mass Ejection in the Bipolar HII Region RCW 36
Źródło: Chandra
Na ilustracji: RCW 36, region gwiazdotwórczy H II w Drodze Mlecznej, cel badania. Źródło: promieniowanie X: NASA/CXC/Ames Research Center/L. Bonne i inni; podczerwień: ESA/NASA.JPL-Caltech/Herschel Space Observatory/JPL/IPAC
