Jak zatem rzadkie masywne gwiazdy rosną od 10 do 150 razy masę naszego Słońca? Okazuje się, że standardowa mgławica formująca gwiazdy jest zdecydowanie za zimna, aby mogły się uformować duże gwiazdy. Jak więc przygotować te chmury gazu i pyłu, aby mogły powstać masywne gwiazdy? Odpowiedź: Pozwól małym gwiazdom wykonać ciężką pracę i podgrzać mgławicę…
Jest to ostateczny gwiezdny żarłacz. Mgławice tworzące gwiazdy to ogromne obszary przestrzeni wypełnione gazem i pyłem. Proto-gwiazdy potrzebują dużej ilości wodoru do utworzenia i rozpoczęcia reakcji syntezy jądrowej w swoich młodych rdzeniach. Im większa mgławica, tym większa gwiazda… a przynajmniej tak myślisz.
Problem z tymi młodymi mgławicami polega na tym, że są zimne; w rzeczywistości są bardzo zimni. Typowe międzygwiezdne chmury wodoru mają temperatury bardzo zbliżone do zera absolutnego (najniższa możliwa temperatura) z powodu braku ciepła w odległych zakątkach kosmosu. Zimne chmury rozpadną się bardzo łatwo, rozpadając się i tworząc mniejsze chmury wodoru. Ostatecznie zapadną się, tworząc gwiazdy, ale gwiazdy te będą bardzo małe z powodu braku paliwa we fragmencie mgławicy. Jeśli tak jest, w jaki sposób w ogóle powstają masywne gwiazdy - te odpowiedzialne za wytwarzanie ciężkich pierwiastków, w tym cięższych niż hel? Z pewnością wszystkie chmury pyłu i gazu są zimne, a zatem fragmentaryczne, wytwarzając jedynie małe gwiazdy?
Z badań opublikowanych w Natura w tym tygodniu Christopher F. McKee (profesor z UC Berkeley) i Mark R. Krumholz (doktor habilitowany w Princeton) istnieje możliwe rozwiązanie tego problemu. Być może młode gwiazdy zapewniają źródło ciepła do ogrzania otaczającej mgławicy, zapobiegając fragmentacji otaczającego gazu, umożliwiając jego zapadnięcie się w coraz większe gwiazdy.
Począwszy od temperatur zaledwie 10-20 stopni powyżej zera absolutnego, chmury ogrzewane przez młode gwiazdy mogą wzrosnąć trzykrotnie. Jednak naukowcy zdają sobie sprawę, że masywna chmura formująca gwiazdy musi być o kilkaset stopni cieplejsza od zera absolutnego, aby zapobiec fragmentacji całej chmury, rozumieją również, że „strefa ogrzewania” każdej małej gwiazdy jest ograniczona chmurami o mniejszej gęstości. Ta sytuacja zmienia się, gdy chmura formująca gwiazdy jest gęsta. Strefa wpływów każdej małej gwiazdy obejmie całą mgławicę. Ten efekt wspólnego rozgrzewania przez małe gwiazdy zapobiega fragmentacji i pozwala zapaść się większej objętości gazu, tworząc masywne gwiazdy.
“To tylko formowanie się gwiazd o niskiej masie podgrzewa chmurę na tyle, aby odciąć fragmentację. To tak, jakby zimny obłok molekularny zaczyna się od procesu tworzenia gwiazd o niskiej masie, ale z powodu nagrzewania fragmentacja zostaje zatrzymana, a reszta gazu przechodzi w jedną dużą gwiazdę. ” - Christopher F. McKee.
Cieplejsza chmura to większa chmura, zapewniająca więcej paliwa, umożliwiająca formowanie się masywnych gwiazd. Jest to największa gwiezdna szkółka; masywne gwiazdy mogą powstać tylko wtedy, gdy ich mniejsze (i starsze) rodzeństwo rozgrzeje kosmiczne gniazdo, aby mogły się rozwijać.
Zobacz oszałamiającą symulację masywnej gwiazdy formującej się w ciepłej chmurze (24 Mb, .mpg)
Źródło: UC Berkley News
