Przykłady globul Boka. Źródło zdjęcia: SAAO. Kliknij, aby powiększyć.
Nasze Słońce istnieje od prawie pięciu miliardów lat. Przez większą część swojej historii Słońce prawie tak samo wyglądało, jak dzisiaj - ogromna kula promienistego gazu i pyłu rozświetlona do żaru przez ciepło uwalniane przez syntezę wodoru w pobliżu jądra. Ale zanim nasze Słońce przybrało formę, materia musiała zostać zebrana razem z ośrodka międzygwiezdnego (ISM) i zagęszczona w wystarczająco małym obszarze przestrzeni, aby osiągnąć krytyczną równowagę między dalszą kondensacją a stabilnością. Aby tak się stało, trzeba było przezwyciężyć delikatną równowagę między wywieranym na zewnątrz naciskiem wewnętrznym a poruszającym się do wewnątrz wpływem grawitacji.
W 1947 r. Astronom obserwacyjny z Harvardu, Bart Jan Bok, ogłosił wyniki lat badań ważnego podzbioru zimnych gazów i pyłu często związanych z przedłużoną mgławicą. Bok zasugerował, że niektóre izolowane i wyraźne globulki zaciemniające światło tła w kosmosie były w rzeczywistości dowodem ważnego wstępnego etapu w tworzeniu dysków protostellarnych prowadzącego do narodzin gwiazd, takich jak nasze Słońce.
Po ogłoszeniu Boka pojawiło się wiele modeli fizycznych, aby wyjaśnić, w jaki sposób globusy Boka mogą tworzyć gwiazdy. Zazwyczaj takie modele zaczynają się od pojęcia, że materia spotyka się w obszarach przestrzeni, w których ośrodek międzygwiezdny jest szczególnie gęsty (w postaci mgławicy), zimny i poddany ciśnieniu promieniowania z sąsiednich gwiazd. W pewnym momencie wystarczająca ilość materii może skondensować się w wystarczająco małym obszarze, aby grawitacja pokonała ciśnienie gazu i równowaga przechyliła się na korzyść formowania się gwiazd.
Według artykułu „Near Imrared Imaging Survey of Bok Globules: Density Structure”, opublikowanego 10 czerwca 2005 r. Ryo Kandori i zespół czternastu innych badaczy „sugerują, że niemal krytyczna sfera Bonnera-Eberta charakteryzuje gęstość krytyczną bezgwiezdnych globul”.
Koncepcja sfery Bonnera-Eberta wywodzi się z idei, że równowaga sił może istnieć w wyidealizowanym obłoku gazu i pyłu. Uznaje się, że taka kula ma stałą gęstość wewnętrzną, utrzymując równowagę między ciśnieniem ekspansyjnym wywołanym przez gazy o danej temperaturze i gęstości a wpływem grawitacji całej masy wspomaganej dowolnym ciśnieniem gazu lub promieniowania wywieranym przez sąsiednie gwiazdy. Ten stan krytyczny odnosi się do średnicy kuli, jej masy całkowitej i wielkości ciśnienia generowanego przez utajone ciepło w niej.
Większość astronomów założyła, że model Bonnera-Eberta - lub jego pewna odmiana - ostatecznie okazałby się dokładny w opisywaniu punktu, w którym konkretna globula Boka przecina linię, aby stać się dyskiem protogwiazdowym. Dzisiaj Ryo Kandori i wsp. Zebrali wystarczającą ilość dowodów z różnych kuleczek Boka, aby zdecydowanie sugerować, że to pojęcie jest poprawne.
Zespół rozpoczął od wybrania dziesięciu globul Bok do obserwacji na podstawie małego pozornego rozmiaru, niemal kołowego kształtu, odległości od sąsiedniej mgławicy, odległości od Ziemi (mniej niż 1700 LYs od hotelu) oraz dostępności zlokalizowanych instrumentów do zbierania bliskiej podczerwieni i fal radiowych zarówno na półkuli północnej, jak i południowej. Z listy prawie 250 takich globulek uwzględniono tylko te spełniające powyższe kryteria. Spośród wybranych tylko jeden wykazywał dowód na protostellarny dysk. Ten jeden dysk przybrał formę punktowego źródła światła podczerwonego wykrytego podczas badania całego nieba przeprowadzonego przez IRAS (Infrared Astronomy Satellite - wspólny projekt USA, Wielkiej Brytanii i Holandii). Wszystkie dziesięć globul znajdowało się w bogatych w mgławicę i regionach Mlecznej Drodze.
Po wybraniu kandydatów na globulki Bok zespół poddał każdą z nich szeregowi obserwacji zaprojektowanych w celu określenia ich masy, gęstości, temperatury, wielkości i, jeśli to możliwe, wielkości nacisku wywieranego na nie przez ISM i sąsiednie światło gwiazd. Ważną kwestią było zrozumienie, czy w globule występują jakieś różnice w gęstości. Obecność równomiernego nacisku jest szczególnie ważna, gdy chodzi o określenie, który z szeregu modeli teoretycznych najlepiej odwzorować względem struktury samych modułów.
Za pomocą przyrządu naziemnego (1,4 metrowy IRSF w Południowoafrykańskim Obserwatorium Astronomicznym) w 2002 i 2003 r. Zebrano światło w bliskiej podczerwieni w trzech różnych pasmach (J, H i K) z każdej kuli do wielkości 17 plus. Obrazy zostały następnie zintegrowane i porównane do światła pochodzącego z regionu gwiazdy tła. Dane te poddano kilku metodom analizy, aby umożliwić zespołowi wyprowadzenie gęstości gazu i pyłu w każdej kuli ziemskiej do poziomu rozdzielczości obsługiwanego przez widzenie warunków (około jednej sekundy łukowej). Ta praca zasadniczo określiła, że każda globula wykazuje jednolity gradient gęstości w oparciu o przewidywany rozkład trójwymiarowy. Model kuli Bonnera-Eberta wyglądał jak bardzo dobre dopasowanie.
Zespół obserwował także każdą kulę za pomocą 45-metrowego radioteleskopu Obserwatorium Radiowego Nobeyama w Minamisaku, Nagano, Japonia. Chodziło tu o zebranie określonych częstotliwości radiowych związanych z wzbudzonymi N2H + i C18O. Analizując stopień rozmycia tych częstotliwości, zespół był w stanie określić temperaturę wewnętrzną każdej globuli, która wraz z gęstością gazu może być wykorzystana do przybliżenia ciśnienia gazu wewnątrz każdej globuli.
Po zebraniu danych, poddaniu ich analizie i kwantyfikacji wyników zespół „odkrył, że ponad połowa globuł bezgwiezdnych (7 z 11 źródeł) znajduje się w pobliżu stanu krytycznego (Bonner-Ebert). Sugerujemy zatem, że prawie krytyczna kula Bonnera-Eberta charakteryzuje typową strukturę gęstości globuł bezgwiezdnych. ” Ponadto zespół ustalił, że trzy globule Boka (Coalsack II, CB87 i Lynds 498) są stabilne i wyraźnie nie są w trakcie formowania się gwiazd, cztery (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 i CB 184) znajdują się w pobliżu stabilnej Bonner- Stan Eberta, ale tendencja do tworzenia gwiazd na podstawie tego modelu. Wreszcie pozostałe sześć (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) wyraźnie zmierza w kierunku zapaści grawitacyjnej. Te sześć „tworzących się gwiazd” obejmuje kulki CB 188 i Barnarda 335, o których wiadomo już, że posiadają dyski protogwiazdowe.
Każdego względnie bezchmurnego dnia nie trzeba wiele przeszkadzać w oprzyrządowaniu, aby udowodnić, że jedna bardzo wyjątkowa i ważna „globula Boka”, istniejąca około 5 miliardów lat temu, zdołała przechylić szalę i stać się gwiazdą. Nasze Słońce jest ognistym dowodem na to, że materia - gdy zostanie odpowiednio skondensowana - może rozpocząć proces, który prowadzi do nadzwyczajnych nowych możliwości.
Wpisany przez Jeff Barbour
