[/λεζάντα]
Πάρτε ένα σύννεφο μοριακού υδρογόνου προσθέστε κάποια αναταραχή και παίρνετε σχηματισμό αστεριών - αυτός είναι ο νόμος. Η αποτελεσματικότητα του σχηματισμού αστεριών (πόσο μεγάλη και πόσο πυκνοκατοικημένη) είναι σε μεγάλο βαθμό συνάρτηση της πυκνότητας του αρχικού νέφους.
Σε επίπεδο γαλαξιακών ή αστεριών, μια χαμηλή πυκνότητα αερίου θα παρέχει έναν αραιό πληθυσμό γενικά μικρών, αμυδρό αστέρια - ενώ μια υψηλή πυκνότητα αερίου θα πρέπει να οδηγήσει σε έναν πυκνό πληθυσμό μεγάλων, φωτεινών αστεριών. Ωστόσο, υπερισχύουν όλα αυτά είναι το βασικό ζήτημα της μεταλλικότητας - το οποίο δρα για τη μείωση της αποτελεσματικότητας του σχηματισμού άστρων.
Πρώτον λοιπόν, η ισχυρή σχέση μεταξύ της πυκνότητας του μοριακού υδρογόνου (Η2) και η αποτελεσματικότητα σχηματισμού αστεριών είναι γνωστή ως ο νόμος Kennicutt-Schmidt. Το ατομικό υδρογόνο δεν θεωρείται ικανό να υποστηρίξει τον σχηματισμό αστεριών, επειδή είναι πολύ ζεστό. Μόνο όταν κρυώσει για να σχηματίσει μοριακό υδρογόνο μπορεί να αρχίσει να συσσωρεύεται - μετά από αυτό μπορούμε να περιμένουμε να γίνει δυνατός ο σχηματισμός αστεριών. Φυσικά, αυτό δημιουργεί κάποιο μυστήριο σχετικά με το πώς τα πρώτα αστέρια μπορεί να έχουν σχηματιστεί μέσα σε ένα πυκνότερο και πιο ζεστό αρχέγονο σύμπαν. Ίσως η σκοτεινή ύλη έπαιξε βασικό ρόλο εκεί.
Ωστόσο, στο σύγχρονο σύμπαν, το αδέσμευτο αέριο μπορεί να κρυώσει πιο εύκολα σε μοριακό υδρογόνο λόγω της παρουσίας μετάλλων, τα οποία έχουν προστεθεί στο διαστρικό μέσο από προηγούμενους πληθυσμούς αστεριών. Τα μέταλλα, τα οποία είναι οποιαδήποτε στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο, μπορούν να απορροφήσουν ένα ευρύτερο φάσμα επιπέδων ενέργειας ακτινοβολίας, αφήνοντας το υδρογόνο λιγότερο εκτεθειμένο στη θέρμανση. Ως εκ τούτου, ένα πλούσιο σε μέταλλο νέφος αερίου είναι πιο πιθανό να σχηματίσει μοριακό υδρογόνο, το οποίο τότε είναι πιο πιθανό να υποστηρίξει το σχηματισμό αστεριών.
Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι ο σχηματισμός αστεριών είναι πιο αποτελεσματικός στο σύγχρονο σύμπαν - και πάλι αυτό οφείλεται στα μέταλλα. Μια πρόσφατη εργασία σχετικά με την εξάρτηση του σχηματισμού άστρων από τη μεταλλικότητα προτείνει να αναπτυχθεί ένα σύμπλεγμα αστεριών από το Η2 συσσωρεύονται μέσα σε ένα σύννεφο αερίου, σχηματίζοντας πρώτα προμορφικούς πυρήνες που τραβούν περισσότερη ύλη μέσω της βαρύτητας, έως ότου γίνουν αστέρια και στη συνέχεια αρχίζουν να παράγουν αστρικό άνεμο.
Πριν από πολύ καιρό, ο αστρικός άνεμος αρχίζει να δημιουργεί «ανατροφοδότηση», αντισταθμίζοντας την εισβολή περαιτέρω υλικού. Μόλις η εξωτερική ώθηση του αστρικού ανέμου επιτύχει ενότητα με την έλξη προς τα μέσα βαρύτητας, σταματάει η περαιτέρω ανάπτυξη των αστεριών - και τα μεγαλύτερα αστέρια κατηγορίας Ο και Β καθαρίζουν τυχόν εναπομένον αέριο από την περιοχή του συμπλέγματος, έτσι ώστε να σβήσει όλο το σχηματισμό αστεριών.
Η εξάρτηση της αποτελεσματικότητας σχηματισμού αστεριών από τη μεταλλικότητα προκύπτει από την επίδραση της μεταλλικότητας στον αστρικό άνεμο. Τα υψηλά μεταλλικά αστέρια έχουν πάντα ισχυρότερους ανέμους από οποιαδήποτε ισοδύναμη μάζα, αλλά χαμηλότερα μέταλλα, αστέρια. Έτσι, μια συστάδα αστεριών - ή ακόμα και ένας γαλαξίας - που σχηματίζεται από ένα νέφος αερίου με υψηλή μεταλλικότητα, θα έχει σχηματισμό αστεριών χαμηλότερης απόδοσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ανάπτυξη όλων των αστεριών αναστέλλεται από τη δική τους αστρική ανατροφοδότηση στα τελευταία στάδια ανάπτυξης και τυχόν μεγάλα αστέρια κατηγορίας Ο ή Β θα καθαρίσουν τυχόν εναπομείναντα αδέσμευτο αέριο πιο γρήγορα από τα χαμηλά τους μεταλλικά ισοδύναμα.
Αυτό το φαινόμενο μεταλλικότητας είναι πιθανό να είναι το προϊόν της «επιτάχυνσης ακτινοβολίας γραμμής», που προκύπτει από την ικανότητα των μετάλλων να απορροφούν ακτινοβολία σε ένα ευρύ φάσμα επιπέδων ενέργειας ακτινοβολίας - δηλαδή, τα μέταλλα παρουσιάζουν πολλές περισσότερες γραμμές απορρόφησης ακτινοβολίας από ό, τι το υδρογόνο από μόνο του . Η απορρόφηση της ακτινοβολίας από ένα ιόν σημαίνει ότι μέρος της ενέργειας ορμής ενός φωτονίου μεταδίδεται στο ιόν, στο βαθμό που τέτοια ιόντα μπορούν να εκτοξευθούν από το αστέρι ως αστρικός άνεμος. Η ικανότητα των μετάλλων να απορροφούν περισσότερη ενέργεια ακτινοβολίας από ό, τι μπορεί το υδρογόνο, σημαίνει ότι πρέπει πάντα να παίρνετε περισσότερο αέρα (δηλαδή περισσότερα ιόντα που εκρήγνυνται) από υψηλά μεταλλικά αστέρια
Περαιτέρω ανάγνωση:
Οι Dib et al. Η εξάρτηση των νόμων σχηματισμού γαλαξιακών αστεριών στη μεταλλικότητα.
