Lehká versus těžká hvězdná váha

Vysvětlení, jak vznikají nejhmotnější hvězdy hluboko uvnitř hvězdné „porodnice“, je jednou z nejdéle odolávajících záhad současné astronomie. Nedávná pozorování pomocí dalekohledu Gemini poskytla nové a přesvědčivé důkazy, že tyto hvězdné „těžké váhy“ se mohou zrodit velmi podobným způsobem jako méně hmotné hvězdy podobné Slunci.

„Když vzniká velmi hmotná hvězda, velmi rychle se podobá hvězdám jako je například Slunce. Nadále se však zvětšuje a vymaňuje ze svého rodného oblaku,“ říká Ben Davies (University of Leeds, UK a Rochester Institute of Technology). „Problém spočívá v tom, že pokud chcete spatřit hmotnou hvězdu ve fázi vzniku, musíte být schopni proniknout zrakem skrz neprůhledná oblaka do míst, kde se celý proces odehrává.“

Ben Davies je vedoucím mezinárodního týmu vědců, kteří využili pozorování v oboru infračerveného záření a extrémní rozlišení pomocí adaptivní optiky k vyřešení tohoto problému. To umožnilo týmu proniknout skrz obálku prachoplynného oblaku, obklopujícího hmotnou protohvězdu W33A. Co objevili, bylo „důvěrně známé, podobně jako šálek dobrého čaje. To je přesně ten druh důkazu, který jsme chtěli vidět,“ říká člen týmu Melvin Hoare, rovněž z univerzity v Leedsu.

Daviesův tým vypočítal, že prenatální hvězda je minimálně 10krát hmotnější než Slunce a stále velmi rychle nabývá na hmotnosti. Podle Daviese to je vůbec poprvé, co jsme byli schopni sledovat dynamiku hluboko uvnitř „kolébky“ hvězdné těžké váhy v těchto neuvěřitelných detailech. „Zachytili jsme velmi hmotnou hvězdu přímo v okamžiku jejího zrodu a objevili znaky akrečního disku usazeného uvnitř toroidu, obsahujícího plyn a prach. Rovněž jsme rozlišili materiál unikající pryč ze soustavy v polárních oblastech rychlostí převyšující 300 km/s. Všechny tyto symptomy jsou běžné při procesu vzniku podstatně menších hvězd.“

Velmi hmotná hvězda, která vzniká v objektu W33A, je zcela zastíněna a ve viditelném světle (na které je citlivé lidské oko) není pozorovatelná, avšak jak vysvětluje Davies … „zatímco viditelné záření je zeslabeno o faktor zhruba 10 000, většina infračerveného záření může bez problémů proniknout materiálem obklopujícím hvězdu. To nám umožňuje letmo zahlédnout, co se děje uvnitř zárodečného materiálu W33A.“

Několik protichůdných teorií se snažilo vysvětlit, jak se rodí hmotné hvězdy; zda-li se jedná o zvětšenou verzi vzniku málo hmotných hvězd, či zda se jedná o zcela odlišný komplikovaný fyzikální proces. Díky současným pozorováním za využití adaptivní optiky a infračervené spektroskopie se podařilo zachytit hmotnou hvězdu ve stadiu vzniku.

Daviesův tým využil výkonnou adaptivní optiku k odstranění atmosférických defektů a následně rozložil světlo pomocí spektrografu NIFS (Near-Infrared Integral Field Spectrograph) na dalekohledu Frederick C. Gillett Gemini North Telescope s objektivem o průměru 8 m (Mauna Kea, Havajské ostrovy). Spektrograf NIFS vytvořil spektrální snímek, skládající se z 2 000 jednotlivých spekter části oblohy, zahrnující „srdce“ útvaru W33A. Tato data umožňují vědcům podívat se na jednotlivé charakteristiky spektra v každém jeho bodě a sestavit prostorový obraz prostředí v okolí vznikající hvězdy. „Byli jsme schopni nejen rozlišit detaily v prostoru vnitřní části mlhoviny, ale také studovat její dynamiku na základě měření Dopplerova posunu spektrálních čar záření horkého plynu a tím určit rychlosti jeho proudění v okolí mladé hvězdy,“ říká Davies. „Toto je úžasně efektivní pracovní nástroj pro pochopení skrytých procesů vzniku hvězd.“

Oblast W33A se nachází ve vzdálenosti 12 000 světelných roků směrem do souhvězdí Střelce (Sagittarius). Dřívější výzkumy tohoto objektu pouze narážely na jeho dynamický charakter, avšak až doposud nebyl studován tak důkladně při použití kombinace adaptivní optiky a spektroskopu.

Colin Aspin (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i) dodává: „Tento výsledek nám poprvé ukázal, že hmotné hvězdy vznikají podobným způsobem, jako jejich méně hmotné sestry a rovněž ukázal, že infračervená spektroskopie je dobrou cestou k výzkumu nejranějšího období vývoje hvězd.“

Zdroj: http://www.gemini.edu/node/11394

autor: František Martinek