Tajemnice narodzin gwiezdnych olbrzymów. Jest przełomowe odkrycie!
Międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez prof. Annę Bartkiewicz Uniwersytetu im. Mikołaja Kopernika w Toruniu dokonał przełomu w badaniach narodzin najmasywniejszych gwiazd Drogi Mlecznej.
Dzięki obserwacjom wykonanym przy użyciu sieci radioteleskopów Very Large Array naukowcy po raz pierwszy zajrzeli w głąb gęstych kokonów gazu i pyłu, w których powstają gwiazdy o masach ponad ośmiokrotnie większych od Słońca. To właśnie takie obiekty w przyszłości kończą życie jako supernowe, wzbogacając Wszechświat w ciężkie pierwiastki.
Narodziny masywnych gwiazd są trudne do obserwacji, ponieważ zachodzą w odległościach przekraczających tysiąc lat świetlnych i są przesłonięte grubymi warstwami pyłu, nieprzepuszczającymi światła widzialnego. Przełamanie tej bariery było możliwe dzięki wykorzystaniu zjawiska maserów metanolowych. To naturalne „kosmiczne lasery”, które emitują promieniowanie mikrofalowe i pozwalają astronomom śledzić procesy zachodzące w bezpośrednim otoczeniu młodych gwiazd. Dzięki ich obserwacji możliwe stało się odtworzenie struktury gazu oraz zmian zachodzących w dyskach materii, z których formują się nowe gwiazdy.
Badania wykazały, że charakterystyczne pierścieniowe układy maserów, wcześniej uznawane za oznakę bardzo wczesnego etapu rozwoju gwiazdy, mogą w rzeczywistości świadczyć o bardziej zaawansowanej fazie jej ewolucji. Oznacza to, że warunki sprzyjające powstawaniu emisji maserowej pojawiają się wtedy, gdy młoda gwiazda przestaje już intensywnie przyciągać materię z otoczenia. Takie ustalenia pozwalają lepiej określać wiek i etap rozwoju masywnych protogwiazd, co dotąd było jednym z największych wyzwań współczesnej astrofizyki.
Uzyskane wyniki mają znaczenie wykraczające poza sam opis pojedynczych obiektów
Dokładniejsze rozpoznanie najwcześniejszych etapów życia masywnych gwiazd pozwala lepiej zrozumieć, jak kształtują się galaktyki, w jaki sposób powstają pierwiastki chemiczne oraz jak rozwijają się środowiska sprzyjające narodzinom kolejnych pokoleń gwiazd i planet. Dane te są także ważne dla doskonalenia modeli komputerowych opisujących ewolucję gwiazd, które wykorzystuje się w wielu dziedzinach badań kosmicznych.
Projekt pokazuje również praktyczną wartość długoterminowych obserwacji prowadzonych z wykorzystaniem nowoczesnej infrastruktury radiowej. Regularne monitorowanie wybranych obiektów pozwala wychwytywać subtelne zmiany zachodzące w ich otoczeniu i odróżniać różne mechanizmy odpowiedzialne za zmienność emisji. W przyszłości podobne metody mogą pomóc w identyfikowaniu kolejnych etapów formowania się gwiazd oraz w planowaniu obserwacji z użyciem nowych teleskopów nowej generacji.
Badania zespołu kierowanego przez prof. Annę Bartkiewicz stanowią zatem ważny krok w zrozumieniu jednego z najbardziej dynamicznych procesów we Wszechświecie. Pokazują, że dzięki połączeniu precyzyjnych obserwacji i wieloletnich programów badawczych możliwe jest stopniowe odsłanianie procesów, które dotąd pozostawały ukryte w kosmicznym pyle.
Źródło: UMK w Toruniu
Czytaj też: Młody naukowiec z Polski rozwija krytyczne technologie rakietowe
Grafika tytułowa: Donald Giannatti / Unsplash
