Vznikají všechny hvězdy stejným způsobem?

Astronomové využili pozorování z dalekohledu Gemini a objevili přesvědčivé důkazy, že vznik velmi hmotných hvězd se odehrává způsobem podobným jejich méně hmotným sourozencům – avšak probíhající ve větších měřítkách. Nová zjištění, která zahrnují data získaná na observatoři Gemini, létající observatoři SOFIA, dále na Calar Alto a na Evropské jižní observatoři ESO ukazují, že občasné prudké výtrysky uvnitř tzv. akrečních disků známé ze vzniku průměrně hmotných hvězd jako naše Slunce, se rovněž vyskytují při zrodu velmi hmotných hvězd.

„Tyto exploze, které jsou o několik magnitud větší než u jejich méně hmotných sourozenců, mohou uvolnit zhruba tak velké množství energie, jakou naše Slunce vyzáří za 100 000 roků,“ říká Alessio Caratti o Garatti z Dublin Institute for Advanced Studies (Irsko). „Tyto ohňostroje jsou překvapivě pozorovatelné nejen na konci života hmotných hvězd v podobě supernov, ale také při jejich zrodu.“

Mezinárodní tým astronomů, jehož vedoucím byl Alessio Caratti o Garatti, publikoval svoji práci 14. 11. 2016 v časopise Nature Physics, obsahující poprvé jasný argument, že hmotné hvězdy mohou vznikat z načechraných disků materiálu – ve velmi podobných případech, jako je tomu u méně hmotných hvězd. Doposud astronomové předpokládali, že akreční disky pozorovatelné kolem menších hvězd by u hvězd s vyšší hmotností nepřežily v důsledku jejich silného tlaku záření. Z tohoto důvodu by byly nevyhnutelné některé další procesy u hvězd, které mohou přesáhnout 50 až 100krát hmotnost našeho Slunce.

„Jak mohou akreční disky přežít v okolí těchto hmotných hvězd, je stále záhadou. Spektroskopická pozorování na observatoři Gemini ukázala, že shodné znaky můžeme pozorovat i u hvězd malé hmotnosti,“ říká Alessio Caratti o Garatti. „Výbuchy při akreci hmoty pravděpodobně snižují tlak záření centrálního zdroje a dovolují hvězdám jejich vznik, avšak stále je ještě mnoho problémů k řádnému vysvětlení těchto pozorování.“

Bringfried Stecklum, člen týmu z Thüringer Landessternwarte Tautenburg (SRN) vysvětluje: „Výzkum vzniku velmi hmotných hvězd je velice náročný, protože takové stálice jsou poměrně vzácné a hluboko ponořené ve svém rodném oblaku, tudíž nejsou pozorovatelné v oboru viditelného světla. To je důvod, proč potřebujeme infračervené detektory, jako je například spektrograf Near-infrared Integral Field Spectrograph (NIFS) instalovaný na dalekohledu Gemini North, Mauna Kea, Havajské ostrovy.“ Případy explozí jsou velmi překotné, zřejmě trvají pouhých několik roků či méně – což je pro hvězdu mrknutím oka. To ještě více přispívá k jejich jedinečnosti.

„Vznik opravdu hmotných hvězd byl záhadou, kterou astronomové studovali dlouhá desetiletí. Teprve nyní pomocí velkých, na oblast infračerveného záření optimalizovaných dalekohledů, jako je Gemini, jsme schopni zkoumat detaily těchto krátkodobých, spíše explozivních, procesů,“ říká Chris Davis, programový ředitel nadace National Science Foundation (NSF), která podporuje provoz observatoře Gemini a vývoj nových přístrojů. „Tato pozorování představují další vynikající úspěch dalekohledu Gemini.“

Vyvíjející se hvězda s označením S255IR NIRS 3, pozorovaná při tomto výzkumu, je relativně daleko, ve vzdálenosti 6 000 světelných roků. Její odhadovaná hmotnost dosahuje 20 hmotností Slunce. Pozorování dalekohledem Gemini odhalila, že zdrojem explozivního záření je obrovský shluk plynů, pravděpodobně s dvojnásobnou hmotností Jupitera, urychlovaný na supersonickou rychlost a nasávaný vznikající hvězdou. Vědecký tým odhadnul, že výbuch započal před 16 měsíci a podle Alessia Caratti o Garatti to vypadá, že výbuch stále přetrvává, ale v mnohem slabší míře.

„Zatímco méně hmotné hvězdy, a možná i planetární soustavy, mohly vzniknout podobně jako Slunce, vznik velmi hmotných hvězd je složitější a relativně rychlý proces, který se odehrává v naší Galaxii tisíce nebo desítky tisíc světelných roků daleko,“ říká Alessio Caratti o Garatti. Dále dodává, že utváření těchto hmotných hvězd probíhá v časovém rozpětí 100 000 roků, zatímco vznik méně hmotných hvězd podobných Slunci trvá asi stokrát déle. „Když studujeme utváření velmi hmotných hvězd, je to jako sledování zrychleného pohybu ve srovnání s méně hmotnými hvězdami, protože procesy u hmotných hvězd jsou rychlejší a zběsilejší, ale pořád trvají desítky tisíc roků!“

„Přestože tyto výzkumy zahrnují dosud nejpřesvědčivější případy podobných procesů vzniku málo a velmi hmotných hvězd, je zde stále ještě mnoho neznámého,“ uzavírá Bringfried Stecklum. „Zvláště vyvstává otázka, jestli planety mohou vznikat stejným způsobem kolem obou typů hvězd.“

Zdroj: http://www.gemini.edu/node/12584

autor: František Martinek