ALMA odhalila zárodek obří hvězdy

ESO 031/13 tisková zpráva

Nová pozorování provedená pomocí teleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter array) poskytla astronomům dosud nejlepší pohled do nitra temného oblaku, který skrývá zárodek obří hvězdy. Zárodečný oblak o hmotnosti pětsetkrát převyšující Slunce je dosud nejhmotnější, jaký byl v naší Galaxii pozorován, a navíc se stále zvětšuje. Rodící se hvězda v jeho nitru hladově hltá hmotu proudící dovnitř. Předpokládá se, že se zde vytvoří velmi jasná stálice stokrát hmotnější než Slunce.

Nejjasnější a nejhmotnější hvězdy v Galaxii se rodí v nitrech chladných a temných oblaků. Proces jejich vzniku je zahalen nejen prachem, ale i tajemstvím [1]. Aby získal jasnější pohled na vznik jedné takové obří hvězdy, použil mezinárodní tým astronomů radioteleskop ALMA k mikrovlnnému skenování. Objekt se nachází asi 11 000 světelných let od nás, v temném oblaku označovaném SDC 335.579-0.292 (Spitzer Dark Cloud).

Existují dvě teorie popisující vznik nejhmotnějších hvězd. Jedna předpokládá, že se původní velký zárodečný oblak rozdělí na několik menších jader, která se zhroutí a přitom vzniknou hvězdy. Druhá teorie nabízí o něco dramatičtější děj: na začátku kolabuje celý oblak, hmota proudí dovnitř směrem k centru oblaku, kde vznikne jedna nebo i více velmi hmotných hvězd. Nicolas Peretto (CEA/AIM Paris-Saclay, Francie a Cardiff University, UK) a členové jeho týmu si uvědomili, že ALMA je dokonalým přístrojem, který je schopen zjistit, která z variant je ta správná.

Objekt SDC335.579-0.292 byl objeven jako skupina temných a hustých filamentů plynu a prachu při pozorováních kosmickým dalekohledem Spitzer Space Telescope (NASA) a kosmickou observatoří Herschel Space Observatory (ESA). Členové týmu ale nyní mohli využít unikátní citlivost pozemního radioteleskopu ALMA a detailně prozkoumat množství prachu, ale také pohyby plynu vyskytujícího se uvnitř oblaku. A objevili skutečné monstrum. 

„Mimořádně kvalitní pozorování provedená radioteleskopem ALMA nám umožnila získat první skutečně detailní pohled na děje uvnitř oblaku,“ říká Peretto. „Chtěli jsme vidět, jak obří hvězda vzniká a roste. A skutečně se nám to podařilo! Jeden ze zdrojů, které jsme našli, je skutečné monstrum – největší jádro protohvězdy, jaké bylo kdy objeveno v naší Galaxii.“

Kolem tohoto jádra krouží zárodečný oblak o hmotnosti přes 500 Sluncí [2]. A pozorování provedená teleskopem ALMA ukazují, že velké množství hmoty stále proudí směrem k zárodku a dále zvyšuje jeho hmotnost. Hmota bude dále kolabovat a může z ní vzniknout hvězda až 100krát hmotnější než Slunce. A takových stálic je v galaxii jen málo.

„Věřili jsme, že tato oblast je dobrým kandidátem na hmotný oblak s probíhající hvězdotvorbou. Zdaleka jsme ale neočekávali, že v jeho středu leží tak hmotný zárodek,“ říká Peretto. „Předpokládá se, že z tohoto zárodku vznikne hvězda o hmotnosti až 100 Sluncí. A takové hmotnosti dosahuje asi jen jedna z deseti tisíc hvězd v Galaxii.“

„Nejen že tyto hvězdy jsou vzácné, ale jejich zrod je extrémně rychlý a jejich dětství velmi krátké. Takže objev takto hmotného objektu v rané fázi vývoje je mimořádný výsledek,“ dodává člen týmu Gary Fuller (University of Manchester, UK).

Členka týmu Ana Duarte Cabral (Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Francie) upozorňuje ještě na jednu zajímavost: „Pozorování provedená radioteleskopem ALMA odhalují mimořádné detaily pohybů celé sítě prachových a plynných filamentů a ukazují, že značné množství hmoty stále vtéká do kompaktní středové oblasti.“ Toto pozorování podporuje myšlenku globálního kolapsu temných oblaků vedoucího ke vzniku hmotných hvězd, spíše než jejich fragmentaci. 

Výzkum byl proveden v rámci počátečních vědeckých pozorování (ALMA Early Science phase) pomocí radioteleskopu ALMA, který byl v té době složen z pouhé čtvrtiny dnešního celkového počtu antén. „Podařilo se nám získat takto kvalitní pozorování s pomocí pouhého zlomku potenciálu, jaký má dnešní teleskop ALMA,“ dodává Peretto. „ALMA rozhodně přinese revoluci v našem chápání vzniku hvězd. Pomůže vyřešit řadu současných problémů, ale jistě vznikne také spousta nových.“  

Zdroj

Poznámky

[1] Astronomové používají sousloví ‚(velmi) hmotná hvězda‘ pro stálice o hmotnosti 10krát či vícekrát převyšující hmotnost Slunce. Podstatná je hmotnost hvězdy, nikoliv její velikost.

[2] Uvnitř této oblasti hvězdotvorby vzniká mnoho hvězd, ale jádro o hmotnosti 500 Sluncí je nejhmotnější ze všech.

Další informace

Mezinárodní astronomická observatoř ALMA je společným projektem Evropy, severní Ameriky a východní Asie ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za Evropu financována ESO, za severní Ameriku NSF (National Science Foundation) ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a s NSC (National Science Council of Taiwan) a za východní Asii NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu. Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, plánování a provoz teleskopu ALMA.

Výzkum byl prezentován v článku “Global collapse of molecular clouds as a formation mechanism for the most massive stars”, který byl zveřejněn v časopise Astronomy & Astrophysics.

Složení  týmu: N. Peretto (CEA/AIM Paris Saclay, Francie; University of Cardiff, UK), G. A. Fuller (University of Manchester, UK; Jodrell Bank Centre for Astrophysics a UK ALMA Regional Centre Node), A. Duarte-Cabral (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, France), A. Avison (University of Manchester, UK; UK ALMA Regional Centre node), P. Hennebelle (CEA/AIM Paris Saclay, Francie), J. E. Pineda (University of Manchester, UK; UK ALMA Regional Centre node; ESO, Garching, Německo), Ph. André (CEA/AIM Paris Saclay, France), S. Bontemps (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, Francie), F. Motte (CEA/AIM Paris Saclay, Francie), N. Schneider (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, Francie) a S. Molinari (INAF, Rome, Itálie).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek
• snímky teleskopu ALMA

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Nicolas Peretto; School of Physics and Astronomy, Cardiff University; Cardiff, UK; Tel.: +44 29 208 75314; Email: Nicolas.Peretto@astro.cf.ac.uk

Gary Fuller; Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester; Manchester, UK; Tel.: +44 161 306 3653; Email: G.Fuller@manchester.ac.uk

Ana Duarte-Cabral; Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux; Bordeaux, France; Email: Ana.Cabral@obs.u-bordeaux1.fr

Richard Hook; ESO, Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1331. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.