Zagadka sposobu formacji najciężych gwiazd zostanie być może rozwikłana dzięki obserwacjom w gwiazdozbiorze Węża.

Model narodzin gwiazd typowych rozmiarów znany jest dość dobrze: w chmurze gazu gęstniejącego pod wpływem sił grawitacji wzrost ciśnienia wywołuje reakcję termonujądrową. Nie da się w ten sposób wytłumaczyć istnienia gwiazd o wysokich masach, takich jak te z gromady Trapez, ponieważ powyżej pewnej granicy promieniowanie protogwiazdy odpychałoby dalszy napływ materii. W opracowaniu modelu obejmującego i ten zakres mas mogą pomóc astronomom dane z obserwatorium SMA (Submillimeter Array) na szczycie Mauna Kea na Hawajach.

Przedmiotem badań były dwa gwiazdotwórcze rejony w obszarze Ogona Węża, oddalone od Ziemi o 15 tys. lat świetlnych. Jeden z nich został zidentyfikowany jako miejsce w bardzo wczesnym stadium ewolucji, w którym ciężkie gwiazdy mogą dopiero powstać z obfitego tam budulca. Drugi emituje ilości ciepła sugerujące, że tego rodzaju gwiazdy już w nim się narodziły.

Kluczowym czynnikiem, którego rola w omawianym procesie musi zostać wyjaśniona, jest grawitacja. Sprawia ona, że gęstniejąca chmura gazu i pyłu rozczłonkowuje się, tworząc w rezultacie gromady gwiazd. Rozczłonkowanie również utrudnia powstawanie gwiazd masywnych, więc niektórzy wyjaśniają ten proces zderzaniem się mniejszych protogwiazd. Z drugiej strony istnieją dwie siły skutecznie przeciwdziałające takiej fragmentacji – ciśnienie promieniowania protogwiazd oraz turbulencje, które mogą wywoływać powstawanie masywnych gwiazd w drodze akrecji.

SMA pozwoliło na szczegółowe przyjrzenie się układowi gazów i pyłów w kokonach otaczających protogwiazdy. Dane obserwacyjne wskazują jednoznacznie, że w przeciwieństwie do wcześniejszych hipotez bardziej istotnym z dwóch opisanych zjawisk są turbulencje, przynajmniej w rejonach formacji o rozmiarach porównywalnych z obserwowanymi.

Obserwacje przy pomocy SMA są przełomowe z tego względu, że po raz pierwszy pozwalają na doświadczalną weryfikację pewnych modeli teoretycznych. Planowana jest kontynuacja prac w oparciu o dane z innych chmur gwiazdotwórczych podobnego typu.

Autor

Paweł Laskoś-Grabowski