Przejdź do treści

Uniwersalny związek pomiędzy galaktykami i formowaniem się gwiazd

Korelacja-formowanie się gwiazd

Formowanie się gwiazd jest jedną z najważniejszych dziedzin w  astrofizyce. Ten proces, w którym niestabilności grawitacyjne powodują zapadanie się obłoków gazu do bardziej zwartych struktur, obejmuje szeroki zakres skal fizycznych - od wielkich galaktyk gwiazdotwórczych po pojedyncze obłoki i młode gwiazdy.

Już od końca XX wieku naukowcy mają pewną wiedzę o zależności pomiędzy tworzeniem się gwiazd a obiektami dużymi i średnimi. Jest to m. in. jako prawo Kennicut-Schmidt. Najnowsze wersje tego prawa sugerują ponadto, że tak zwane tempo formowania się gwiazd w galaktyce lub w obłoku molekularnym (ang. star formation rate, SFR) jest proporcjonalne do ilości masy gazowej obecnej w tej galaktyce czy obłoku. Tempo to, mierzone dla galaktyk, istotnie zdaje się być ściśle związane z masą gazu, który przekształca się w gwiazdy znajdywane w obłokach molekularnych obecnych w tych galaktykach.

Z drugiej jednak strony w niewielkich skalach kosmicznych w tym samym procesie powstawania nowych gwiazd istnieje korelacja pomiędzy tempem akrecji materii gwiazdowej (tempem, w jakim gaz opada z obłoku na dopiero formowaną gwiazdę) i masą dysków protoplanetarnych otaczających młode gwiazdy. Niedawno została ona potwierdzona obserwacjami - faktycznie więc zachodzi, przynajmniej w tych obszarach gwiazdotwórczych, dla których powyższe parametry da się z wystarczającą dokładnością zmierzyć.

W pracy naukowców z hiszpańskiego Centro de Astrobiología pod kierownictwem Ignacio Mendigutía (CSIC-INTA) opublikowanej niedawno w czasopiśmie Astronomy&Astrophysics zebrano razem wszystkie dostępne na dziś dzień dane na temat obszarów SFR i gęstych rejonów gazu leżących w wybranych galaktykach, a także reprezentatywną grupę obłoków molekularnych należących do samej tylko naszej Galaktyki. Porównano je następnie i skorelowano z dostępnymi danymi o tempach akrecji i masach dysków otaczających młode gwiazdy należące do Drogi Mlecznej.

Wnioski z tych badań są dość zaskakujące. Pomiędzy powyższymi danymi jest silna zależność, a dodatkowo korelacja ta obejmuje wiele różnych skali fizycznych - zarówno rozmiary rzędu pojedynczych,  młodych gwiazd jak i obłoków molekularnych oraz całych galaktyk. Związek istnieje na przykład pomiędzy tempem, w jakim gaz zamienia się w gwiazdy, i masami gęstego gazu bezpośrednio związanego z ich powstawaniem. Jest to prawdopodobnie jeden z najbardziej uniwersalnych stosunków empirycznych we Wszechświecie.

Naukowcy podejrzewają też, że istnieje wyjaśniająca to wszystko i możliwa do obserwacyjnego przetestowania hipoteza oddolna. Zgodnie z nią korelacja pomiędzy galaktykami i obłokami może wynikać z zachodzącej w mniejszej skali zależności pomiędzy poszczególnymi gwiazdami znajdującymi się w tych obłokach.

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: Astronomy & Astrophysics/CSIC-INTA

Na wykresie: Tempo formowania się gwiazd w funkcji masy gęstych obłoków gazu dla odległych, średnich i bliskich obszarów formowania się gwiazd. Źródło: publikacja zespołu.