Hvězdy se rodí déle

Hvězdy se rodí déle

Dmitry Vibe,
astrochemist, Dr. Phys.-Mat. Vědy, hlava. Katedra fyziky a evoluce hvězd, Ústav astronomie, RAS
"Trinity Option" № 15 (234), 1. srpna 2017

Dmitry Vibe

V raných fázích znalostí mezihvězdné molekulární hmoty byly molekulární oblaky považovány za objekty s dlouhou životností s charakteristickou životností řádu desítek miliónů let. Vzhledem k tomu, že masy oblačnosti podstatně převyšují hmotnost džínů (kritická hmotnost pro nástup gravitační nestability), musely by se rychle zhostit, aby se tak říkaly, pod svou vlastní váhou. Proto předpoklad dlouhodobé existence molekulárních oblaků vyžadoval předpoklad přítomnosti nějakého dalšího faktoru zabraňujícího kolapsu.

V rámci tzv. Standardního modelu tvorby hvězd se molekulární oblaky udržují od zhroucení magnetickým polem, a proto se v nich pomalu vytváří hvězda, protože se ztrácí podpora magnetického pole. Časem se však začaly shromažďovat důkazy, že molekulární oblaky žijí mnohem méně – jen několik milionů let.Jedním z takových svědectví je takzvaný problém hvězd po T Tau ("po T Tauri").

Podle moderních konceptů je hvězda typu T Tau velmi mladou hvězdou slunečního typu, ani uvnitř ani kolem, které se procesy někdy usadily, a proto má znatelnou nepravidelnou variabilitu. Věky T Tau typu hvězdy jsou několik miliónů roků nebo méně.

Pokud molekulární oblak žije několik desítek miliónů let a hvězdná formace pokračuje po celou tuto dobu, pak bychom měli vidět, jak se nedávno narodily T Tau hvězdy, které se stále chovají jako páté gledory ve výklenku, stejně jako klidnější T Tau hvězdy s věkem přes tucet milionů let, které jsou jako teenageři.

Ale právě přítomnost, přesněji, absence takových "teenagerů" – post T Tau ve hvězdotvorných molekulárních oblacích – a tento problém je spojen. Vzhledem k tomu, že věk "kompozitního" předmětu (zejména oblasti tvorby hvězd) je logický, aby převzal věk svého nejstaršího prvku, a my v oblastech aktivní tvorby hvězd (my si myslíme) nevidíme hvězdy starší než několik miliónů let, musíme uzavřítže nejsou zahrnuty desítky milionů let molekulárních oblaků.

Tento závěr byl jedním z důvodů zvláštního poklesu standardního modelu a vzestupu nového modelu – gravitační turbulentní, podle něhož molekulární mrak je přechodná sraženina v turbulentním mezihvězdném médiu, který prochází celým životním cyklem – od vzniku sraženiny a zrod hvězd v něm k rozptýlení – po několik milionů let.

Základem našich myšlenek o tvorbě hvězd podobných Slunci je do značné míry spjat studium komplexu molekulárních mračen v Taurus-Auriga (zkrátka "Chariotee" je často vynechán v názvu): toto je nejbližší komplex molekulárních oblaků pro nás a je to co nejjednodušší studovat . A nedávno se objevilo dílo, které se věnuje studiu populace mladých hvězd v tomto komplexu [1].

výše) a Hyades (níže). Fotografie od Alan Dyer z amazingsky.net ("TrV" č. 15 (234), 08/01/2017) "border = 0> Tmavé vlákna – složka prachu komplexu molekulárního mračna v Taurus –výše) a Hyades (níže). Fotografie od Alan Dyer z amazingsky.net

Je zábavné, že v takových studiích není blízkost komplexu tak zjevná výhoda: zaujímá plochu asi 15 ° až 15 ° na obloze,a kompilace úplného obrazu vyžaduje velice rozsáhlé pozorování. Současně se T Tau hvězdy snadno odliší: kromě výše zmíněné variability mají infračervené nadměrné záření (září prach obklopující mladou hvězdu a vyhřívá se optickým zářením), ultrafialový přebytek (zářící látka na hvězdě) a další charakteristické rysy.

S hvězdami post T Tau je složitější. Zachovávají vysokou aktivitu v chromosférách a korunách, a proto je identifikují, používají projevy takové aktivity – přítomnost emisních linek v spektru nebo vysoká rentgenová záření. Je však pravděpodobné, že je zaměňují s aktivními hvězdami jiných typů, které nesouvisejí s oblastí tvorby hvězd, nebo naopak ztrácejí z dohledu "potřebné" hvězdy po T Tau, jejichž pozorování spadá do intervalu jejich relativního klidu.

Obtížnost identifikace vede k tomu, že v Taurusu byly dříve identifikovány pouze asi 150 hvězdiček starší než klasické hvězdy T Tau. Autoři článku je nazývají beztřídní, protože jedním z indikátorů věku je přítomnost nebo nepřítomnost okolního disku.Většina bezdiskových hvězd ve vesmíru je rozdělena stejným způsobem jako hvězdy s disky, tj. Převážně na místech, kde je koncentrovaný molekulární plyn.

Tyto hvězdy se nedávno narodily, pravděpodobně patřily ke stejné generaci jako formálně mladší hvězdy s disky (klasické hvězdy jako T Tau). Existuje však několik hvězd bez disku, které na obloze zaujímají větší prostor než hvězdy s disky. Jsou to pozůstatky starší populace komplexu Taurus, nebo nemají s tím nic společného, ​​náhodně vyčnívající na stejnou část oblohy?

Odpověď na otázku přítomnosti starší populace v Taurus je důležitá z několika důvodů. Za prvé, pokud ano, možná bychom museli revidovat odhad věku komplexu ve směru jeho nárůstu. A – tadam! – problém hvězd po T Tau č. Za druhé, pokud budeme zkoumat hvězdy v komplexu, předpokládáme, že patří do stejné generace a generace tam vlastně není jedna, získáme nespolehlivé statistické závěry, například o zlomku hvězd s disky.

To je pro nás důležité, neboť toto množství se nyní používá jako měřítko životnosti protoplanetárního disku, a to je jedním z klíčových kritérií při budování teorie o formování planetárních systémů. Atd. Atd.Z toho vyvozujeme závěry o počáteční funkci hmotností, multiplicity atd.

Protoplanetární disk jako umělec (Gemini Observatory / AURA Artwork od Lynette Cook)

Adam Kraus a jeho kolegové učinili následující. Získali informace o všech hvězdách spektrální třídy F0 a později, které na obloze spadají do oblasti komplexu molekulárních mračen Taurus-Auriga a kdy byly navrženy jako členové tohoto komplexu. Celkově se jednalo o 396 hvězdiček.

Adam Kraus, PhD (Caltech), postdoktor na Astronomickém institutu v Honolulu (Havaj, USA), člen Hubbleu. Fotografie z www.ifa.hawaii.edu ("TrV" č. 15 (234), 08/01/2017)

Pro ně autoři analyzovali všechny známé parametry (vlastnosti atmosféry, obsah lithia, radiální rychlosti, řádné pohyby), které by naznačovaly: a) jejich mládí, b) jejich příslušnost k komplexu Taurus – Aurium. Na seznamu se objevilo 160 potvrzených nebo pravděpodobné "outsidery", tedy hvězdy pozadí a pro 18 hvězd nebylo dostatečné množství informací, které by je nějak identifikovaly.

Zbývajících 218 hvězd pravděpodobně bude součástí dotyčné hvězdotvorné oblasti, přičemž 87 z nich nebylo dříve uvedeno do "kanonických" seznamů členů komplexu.A významná část "nově příchozích" je distribuována v prostoru, ne jako hvězdy s disky. Konkrétně, v oblastech s nejvyšší hvězdnou hustotou, podíl hvězd s disky dosahuje 60%, zatímco v oblastech mezi hustými hvězdnými koncentracemi klesá na 25%. Tam, kde je v komplexu Taurus-Auriga hvězdná hustota minimální, neexistují žádné hvězdy s disky vůbec.

modré kruhy) a bezdotykové hvězdy (zelené hrnky) v komplexu Taurus – Aurigae. Distribuce prachu (odpovídající distribuci molekulárního plynu) byla použita jako pozadí [1] ("TrV" č. 15 (234), 08.08.2017) modré kruhy) a bezdotykové hvězdy (zelené hrnky) v komplexu Taurus – Aurigae. Distribuce prachu (odpovídající rozdělení molekulárního plynu) [1] ("TrV" č. 15 (234), 08/01/2017) "se používá jako pozadí. Distribuce hvězd s disky (modré kruhy) a bezdotykové hvězdy (zelené hrnky) v komplexu Taurus – Aurigae. Distribuce prachu (odpovídající distribuci molekulárního plynu) se používá jako pozadí [1]

Na základě získaných výsledků dospěli autoři k závěru: v regionu Taurus – Aurigae vidíme dvě populace hvězd.Jedním z nich je především hvězdy s disky a část bezdiskonových hvězd. Tyto hvězdy byly tvořeny poměrně nedávno (před několika miliony lety nebo méně) a jsou stále seskupeny do několika skupin, které se shodují s oblastmi s vysokou koncentrací molekulárního plynu.

Druhá populace se skládá z méně mladých nehmatatelných hvězd. Jsou distribuovány v oblasti Taurus – Auriga rovnoměrněji a nevykazují souvislost s moderním rozložením molekulárního plynu. Buď se jim podařilo odletět z mateřských molekulárních shluků, nebo tyto sraženiny měly čas rozptýlit se.

Je třeba poznamenat, že toto rozdělení na dvě populace je poněkud libovolné: autoři tyto věkové skupiny nedefinovali se zaměřením na prostorové rozložení. Nepřímé údaje naznačují, že většina hvězd "staré" populace má věk kolem 10 milionů let, což je pětkrát více než věk "kanonické" populace. Věkové hranice nejméně několika hvězd přesahují 15 milionů let.

Oranžová hvězda na pravé straně obrazu, obklopená mlhovinou NGC 1555, je proměnná hvězda T Tauri, která dala jméno celé třídě mladých hvězd.Zdá se, že T Tauri je spíše atypickým zástupcem této třídy. Fotografie: Adam Block / Mount Lemmon SkyCenter / Arizona univerzita z www.caelumobservatory.com

Obecně platí, že přítomnost druhé populace znamená, že tvorba hvězd v oblasti, prostorově a kinematicky (z hlediska rychlosti), která se shoduje s komplexem Taurus-Auriga, probíhá po dobu 10-20 let. Většina bezduských hvězd, které studoval článek Krausem a dalšími, se nachází na blízké straně molekulárního mraku. To může být účinek výběru: vzdálenější hvězdy bezdomovcového obyvatelstva by se prostě nemohly dostat do existujícího vzorku a stále čekají na objevení.

Je možné, že první etapa tvorby hvězd v této oblasti pokrývala mnohem větší prostor než současná fáze a před 15 miliony let se hvězdicový komplex Taurus – Actor mohl vyrovnat s hvězdným komplexem Orion. Autoři nevylučují, že ve skutečnosti může výrazně překročit tradiční hranice hledání potenciálních členů.

Stojí za to udělat z tohoto objevu dalekosáhlé závěry? Možná ne. Blízkost našeho komplexu Taurus vůbec neznamená, že je standardem.Kromě toho existují náznaky, že tomu tak není, například atypické masové rozložení vznikajících hvězd a spíše velké vzdálenosti (v porovnání s jinými oblastmi formování hvězd). Tak se může ukázat, že to, co se děje v Taurusu, zůstává v Taurusu. Nakonec, jak dobře známý astrofyzik Donald Osterbrock (Donald Osterbrock), každý dobře studovaný objekt je zvláštní (to je neobvyklý, zvláštní).


1. Kraus A. L., Herczeg G. J., Rizzuto A. C., Mann A. W., Slesnick C. L., Carpenter J. M., Hillenbrand L. A., Mamajek E. E. Větší Taurus-Auriga ekosystém I: Je rozdělena starší populace. Astrofyzikální žurnál, 838, 150 (2017).


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: