Astronomové sledují nově vznikající superhvězdokupu v LMC

Před šesti nebo sedmi miliardami let se většina hvězd zformovala v superhvězdokupách. Tento typ hvězdotvorby dnes již z velké části zanikl. Astronomové znají dvě takové SSC (super star cluster) v současné Mléčné dráze a jednu ve Velkém Magellanově mračnu (LMC) a všechny tři jsou staré miliony let. Nová pozorování JWST objevila v LMC další formující se SSC, která je stará pouhých 100 000 let. Co se z ní mohou astronomové dozvědět?

SSC jsou zodpovědné za vznik velkého množství hvězd, ale od jejich rozkvětu uplynuly miliardy let. Nález mladé SSC v galaxii tak blízko nás je pro astronomy přínosem. Dává jim příležitost vrátit čas a zjistit, jak se SSC rodí.

Článek o nových poznatcích byl zveřejněn v časopise The Astrophysical Journal. Jmenuje se „JWST Mid-infrared Spectroscopy Resolves Gas, Dust, and Ice in Young Stellar Objects in the Large Magellanic Cloud.“ (Spektroskopie JWST v oboru střední infračervené oblasti řeší plyn, prach a led v mladých hvězdných objektech ve Velkém Magellanově mračnu). Hlavní autorkou je Omnarayani (Isha) Nayaková ze Space Telescope Science Institute a Goddard Space Flight Center NASA.

LMC je vzdáleno přibližně 160 000 světelných let a z hlediska galaktických sousedů se nachází v těsné blízkosti. Z našeho pohledu je galaxie také obrácená čelem k nám, což usnadňuje její studium. Oblast N79 v LMC je mohutná mlhovina o průměru asi 1600 světelných let tvořící hvězdy. JWST použil svůj přístroj MIRI (Mid-Infrared Instrument) a v N79, kde se nachází nově objevená superhvězdokupa H72.97-69.39, nalezl 97 nových mladých hvězdných objektů (YSO – young stellar object).

Snímek z vesmírného dalekohledu James Webb Space Telescope ukazuje oblast N79, kde se nachází ionizovaný mezihvězdný atomární vodík, který zde zachytil Webbův přístroj MIRI (Mid-InfraRed Instrument). N79 je mohutný hvězdotvorný komplex o rozloze zhruba 1630 světelných let v obecně neprozkoumané jihozápadní oblasti LMC. Na delších vlnových délkách světla zachycených přístrojem MIRI ukazuje Webbův pohled na N79 zářící plyn a prach v této oblasti. Místa s tvorbou hvězd, jako je toto, jsou pro astronomy zajímavé, protože jejich chemické složení je podobné složení gigantických oblastí s tvorbou hvězd, které byly pozorovány v době, kdy byl vesmír starý jen několik miliard let a tvorba hvězd byla na vrcholu.

Metalicita hvězd se v průběhu času zvyšuje, jak se postupně rodí a umírají generace hvězd. Množství kovů v LMC je pouze poloviční ve srovnání s naší Sluneční soustavou, což znamená, že podmínky v novém SSC jsou podobné podmínkám, které panovaly při vzniku hvězd před miliardami let v raném vesmíru. Jedná se o další z těch situací v astronomii, kdy se studium určitého objektu nebo oblasti podobá pohledu do minulosti.

„Studium YSO v LMC umožňuje astronomům sledovat v první řadě zrod hvězd v blízké galaxii. Poprvé můžeme pozorovat jednotlivé protohvězdy o nízké hmotnosti podobné Slunci, které se formují v malých hvězdokupách – mimo naši Galaxii,“ říká Isha Nayaková, hlavní autorka tohoto výzkumu. „Můžeme tak s nebývalými detaily pozorovat vznik extragalaktických hvězd v prostředí podobném tomu, když vznikaly některé z prvních hvězd ve vesmíru.“

YSO v blízkosti SSC H72.97-69.39 (dále jen H72) jsou rozděleny podle hmotnosti. Nejhmotnější YSO jsou soustředěny v blízkosti H72, zatímco méně hmotné se nacházejí na okraji N79. JWST odhalil, že to, co astronomové dříve považovali za jednotlivé masivní mladé hvězdy, jsou ve skutečnosti hvězdokupy YSO. Tato pozorování poprvé potvrdila, že to, co se jeví jako jednotlivé mladé hvězdy YSO, jsou často malé hvězdokupy protohvězd.

Toto zjištění upozorňuje na složité procesy rané tvorby hvězd. „Vznik masivních hvězd hraje zásadní roli při ovlivňování chemie a struktury mezihvězdného prostředí (ISM – interstellar medium),“ píší autoři v publikovaném článku. „Tvorba hvězd probíhá ve hvězdokupách, v nichž dominují hmotné hvězdy.“

Jedna z pěti mladých hvězd je více než 500 000krát svítivější než Slunce. Jak odhalila kamera JWST Near InfraRed Camera (NIRCam), je obklopena více než 1 550 mladými hvězdami.

Předchozí pozorování pomocí soustavou radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) naznačila, co by to mohlo přispívat ke vzniku SSC. ALMA ukázala, že se v oblasti nacházejí srážející se vlákna molekulárního plynu o délce nejméně jednoho parseku. Tyto filamenty by mohly stát za vznikem H72.

Tato práce poukazuje na možnosti JWST při řešení složitých míst vzniku hvězd v jiných galaxiích. Nejenže nám JWST ukázal, že to, co se zdálo být jednotlivými YSO, jsou ve skutečnosti skupiny hvězd, ale umožnil vědcům určit rychlost akrece hmoty a chemické vlastnosti těchto hvězd. Nová data z JWST poskytují astronomům nové poznatky o složitém chemickém složení, včetně přítomnosti organických molekul, prachu a ledu v oblastech formování hvězd.

Zdroj: https://www.universetoday.com/170468/astronomers-are-watching-a-newly-forming-super-star-cluster/

autor: František Martinek