JWST odhaluje hvězdy v různých fázích jejich životního cyklu

Tento nový snímek z Vesmírného dalekohledu Jamese Webba JWST (společného projektu agentur NASA, ESA a CSA) odhaluje snovou scenérii hýřící barvami. Zachycuje hvězdnou porodnici známou jako NGC 7129 – mlhovinu, v jejíchž oblacích plynu a prachu se ukrývá množství hvězd a protohvězd. Webbův teleskop snímal v infračerveném oboru, který proniká hustou látkou, jež jinak ostatní druhy světla rozptyluje či pohlcuje. Tato oblast, plná hvězdných objektů v různých fázích vývoje, nabízí příležitost zkoumat, jak hvězdy utvářejí své okolí.

Nový snímek z Webbova dalekohledu odhaluje jakýsi „kotel“ vesmírné tvorby a zviditelňuje množství hvězd, které byly dříve skryty za prachovými mračny v hvězdné porodnici NGC 7129, jež se nachází přibližně 3 300 světelných let od Země.

Hvězdy, tyto motory vzniku prvků, procházejí životními cykly, které začínají jejich zrodem v molekulárních mračnech – chladných a hustých oblastech tvořených prachem a plynem. Kvůli těmto prachovým kokonům jsou mladé hvězdy pro mnohé dalekohledy často neviditelné, zejména pro ty, které nedokážou zachytit infračervené záření. JWST však disponuje vysokou citlivostí právě v infračerveném oboru, což astronomům umožňuje nahlédnout skrz tento prach a zkoumat počáteční fáze hvězdného života.

Hvězdy v této hvězdokupě se nacházejí v různých vývojových stadiích, neboť hmotnější hvězdy vznikají a vyvíjejí se nejrychleji. Tou nejhmotnější (a zároveň nejvyvinutější) je zářivá centrální hvězda oblasti LkHα 234. Tato hvězda, která na snímku vytváří nejvýraznější difrakční obrazec, je hvězdou ve fázi před vstupem na hlavní posloupnost a její hmotnost dosahuje pětinásobku až osminásobku hmotnosti Slunce. Hvězdy v tomto stadiu již většinou ukončily proces nabírání hmoty a vlivem gravitace se smršťují, což vede k růstu jejich teploty. Časem tato hvězda začne – stejně jako naše Slunce – ve svém nitru spalovat vodík.

Dutina nalevo, která na snímku září zlatavě a měří přibližně 3,5 světelného roku, představuje nejvýraznější projev vlivu centrální hvězdy. Výtrysky hmoty z dřívější fáze hvězdného vývoje se zařezávají do hustého molekulárního mračna vodíku. Jak tyto výtrysky, tak světlo hvězdy dodávají plynu energii a nutí jej zářit. Zatímco značná část tohoto vodíkového plynu je odnášena pryč, nemalé množství se zároveň stlačuje, čímž vznikají podmínky pro zrod dalších hvězd.

Některé z těchto hvězd jsou viditelné přímo uvnitř dutiny. Několik z nich se nachází ve vývojové fázi před vstupem na hlavní posloupnost a vytváří hvězdný vítr. V blízkosti hvězd lze pozorovat tzv. rázové vlny ve tvaru oblouku (bow shocks) – oblasti zakřiveného, stlačeného plynu, které vznikají, když tento hvězdný vítr naráží do okolního plynu a vytváří vlastní, menší dutiny.

Centrální hvězda a stálice vnořené do oblaku společně vytvářejí také ostrý hřeben patrný v horní části zlatavé dutiny. Jejich záření vytváří horké prostředí, které tlačí na chladnější a hustší molekulární plyn vně dutiny a vytváří rozhraní známé jako oblast fotodisociace. V této oblasti se molekuly vodíku štěpí na jednotlivé atomy. Tato skupina hvězd svým vlivem na teplotu a chemické složení dané oblasti umožňuje nahlédnout do toho, jak budou tato molekulární mračna v průběhu milionů let postupně erodovat.

Oblast napravo od centrální hvězdy vypráví odlišný, avšak neméně chaotický příběh. Tato soustředěná hmota, znázorněná červenou barvou, skrývá objekty mnohem mladší než ty na levé straně: protohvězdy. Fáze protohvězdy předchází stadiu hvězdy před hlavní posloupností a nastává poté, co se molekulární mračna plynu a prachu zpočátku zhroutí a rozdělí na menší celky.

Jak protohvězdy hromadí hmotu a zvyšují svou hmotnost, vyvrhují proudy extrémně horkého materiálu. Tyto výtrysky interagují s hustou, šedou hmotou, v níž jsou protohvězdy zahaleny, a vytvářejí rázové vlny, které dodávají oblasti členitý vzhled. Výsledkem této interakce je i červená záře. Z našeho pohledu se proudy z několika různých hvězd překrývají, což celé scéně dodává chaotický ráz.

Další z těchto protohvězdných výtrysků lze pozorovat v levé horní části snímku, poblíž modře zbarvené mlhoviny. Ve středu této modré oblasti se nachází protohvězda obklopená prstencovým diskem hmoty. Tento disk vrhá na okolní mlhovinu stín, který připomíná útvar známý jako „Netopýří stín“ (Bat Shadow), pozorovaný dříve Hubbleovým vesmírným dalekohledem HST.

Vysoké prostorové rozlišení Webbova teleskopu odhaluje v plynu této oblasti množství složitých struktur. Astronomové budou tato data z JWST nadále využívat ke studiu toho, jak hvězdy a protohvězdy v této oblasti ovlivňují okolní plyn a prach.

Zdroj: https://esawebb.org/news/weic2620/

autor: František Martinek