Rozložení prachu v naší Galaxii

Objeven doposud neznámý stavební materiál pro vznik nových hvězd v naší Galaxii.

Nově vzniklé hvězdy září velmi intenzivně, jako by přímo volaly: „Hej, podívej se na nás!“ Avšak ne všechny hvězdy v naší Galaxii jsou snadno pozorovatelné. Značné množství hmoty mezi hvězdami – studeného plynného vodíku, z kterého se mohou zrodit nové hvězdy – představuje téměř neproniknutelnou překážku při jejich pozorování.

Nové výzkumy byly uskutečněny pomocí kosmické observatoře Herschel Space Observatory, kterou provozovala Evropská kosmická agentura ESA s významnou spoluúčastí NASA. Pozorované infračervené záření těchto „neviditelných“ zásobáren plynu odhalilo jejich polohu i jejich množství. Podobná metoda, jaká se používá k vizualizaci vířivého pohybu průhledné tekutiny, využil tým družice Herschel k sestavení mapy rozložení jinak neviditelného plynného vodíku.

Objev odhalil, že zásoby surového materiálu pro vznik nových hvězd byly doposud příliš podceňovány – sahají mnohem dále od středu Galaxie, než jsme se domnívali.

„Nacházejí se zde obrovské dodatečné zásoby materiálu, který je k dispozici pro vznik nových hvězd. O jeho existenci jsme dosud nevěděli,“ říká Jorge Pineda (NASA, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornie), hlavní autor nového článku o objevu, který byl publikován ve vědeckém časopise Astronomy and Astrophysics.

„Museli jsme se vydat do vesmíru, abychom vyřešili tuto záhadu, protože atmosféra Země absorbuje právě ten druh záření, které jsme chtěli detekovat,“ říká William Langer (JPL), vedoucí vědecký pracovník týmu observatoře Herschel, zaměřeného na vytvoření mapy zachycující rozložení plynu. „Potřebovali jsme detekovat daleké infračervené záření k určení polohy těchto plynných oblaků. Tato pozorování mohl realizovat výhradně kosmický dalekohled Herschel.“

Hvězdy vznikají z plynných oblaků tvořených molekulami vodíku. Prvním krokem k vytvoření hvězdy je dostatečné stlačení plynu, kdy dochází ke spojování přítomných atomů a k vytváření molekul. Na začátku procesu je plyn značně rozptýlený, avšak v důsledku působení gravitace a někdy i jiných dostředivých sil, se plyn shlukuje a zvyšuje se jeho hustota. Když je oblak vodíku dostatečně hustý, zažehnou se termojaderné reakce – zrodila se hvězda, která září vlastním světlem.

Astronomové zkoumající hvězdy chtějí pokračovat ve výzkumu a porozumět tomu, jak z hvězdného batolete, na jehož počátku je molekulární mračno, nakonec vznikne plnohodnotná žhnoucí koule. K tomu je nutné zmapovat rozložení hvězdného vodíkového paliva napříč naší Galaxií. Bohužel, většina molekulárního vodíku ve vesmíru je příliš studená, a tudíž nezáří v oboru viditelného světla. Proto jej nemůžeme pozorovat obyčejnými dalekohledy.

V posledních desetiletích se astronomové zaměřili na hledání molekul oxidu uhelnatého, který se ve vesmíru vyskytuje ruku v ruce s molekulami vodíku a odhaluje tak jejich polohu. Avšak i tato metoda má svá omezení. V oblasti, kde je plyn zrovna na počátku vytváření rezervoáru – nejranější etapy vzniku plynného oblaku – žádný oxid uhelnatý se zde nenachází.

„Ultrafialové záření rozbíjí molekuly oxidu uhelnatého,“ říká William Langer. „V prostředí mezi hvězdami, kde je tento plyn velmi řídký, není dostatek prachu, který by ochránil plynné molekuly před jejich rozbitím působením ultrafialového světla.“

Odlišný stopař – ionizovaný uhlík – však setrvává v těchto velkých, ale relativně prázdných oblastech a může být využit k objevení molekul vodíku. Astronomové pozorovali ionizovaný uhlík z kosmického prostoru (pomocí astronomických družic) již dříve, avšak kosmická observatoř Herschel vůbec poprvé umožnila sestavit mimořádně kvalitní mapu rozložení vodíku a jeho množství napříč naší Galaxií.

„Díky vysoké citlivosti kosmického dalekohledu Herschel můžeme od sebe oddělit materiál pohybující se různou rychlostí,“ říká Paul Goldsmith (NASA, JPL), spoluautor vědecké práce. „Nakonec jsme získali celkový obraz rozložení materiálu dostupného pro tvorbu budoucích generací hvězd.“

Zdroj: http://www.nasa.gov/mission_pages/herschel/news/herschel20130611.html a http://sci.esa.int/herschel/51909-there-is-more-gas-in-the-galaxy-than-is-dreamt-of-by-astronomers/

autor: František Martinek