Ο σχηματισμός αστεριών είναι ένα από τα πιο βασικά φαινόμενα στο Σύμπαν. Μέσα στα αστέρια, το αρχέγονο υλικό από το Big Bang επεξεργάζεται σε βαρύτερα στοιχεία που παρατηρούμε σήμερα. Στην εκτεταμένη ατμόσφαιρα ορισμένων τύπων αστεριών, αυτά τα στοιχεία συνδυάζονται σε πιο περίπλοκα συστήματα όπως μόρια και κόκκους σκόνης, τα δομικά στοιχεία για νέους πλανήτες, αστέρια και γαλαξίες και, τελικά, για τη ζωή. Οι βίαιες διεργασίες σχηματισμού αστεριών αφήνουν αλλιώς θαμπό γαλαξίες να λάμπουν στο σκοτάδι του βαθιού χώρου και να τους κάνουν ορατούς σε μεγάλες αποστάσεις.
Ο σχηματισμός αστεριών ξεκινά με την κατάρρευση των πυκνότερων τμημάτων των διαστρικών νεφών, περιοχές που χαρακτηρίζονται από συγκριτικά υψηλή συγκέντρωση μοριακού αερίου και σκόνης όπως το σύμπλεγμα Orion (ESO PR Photo 20/04) και την περιοχή του Γαλαξιακού Κέντρου (Δελτίο Τύπου ESO 26 / 03). Δεδομένου ότι αυτό το αέριο και η σκόνη είναι προϊόντα παλαιότερου σχηματισμού άστρων, πρέπει να υπήρχε μια πρώιμη εποχή όταν δεν υπήρχαν ακόμη.
Αλλά πώς σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια; Πράγματι, η περιγραφή και η εξήγηση του «αρχέγονου σχηματισμού αστεριών» - χωρίς μοριακό αέριο και σκόνη - είναι μια σημαντική πρόκληση στη σύγχρονη Αστροφυσική.
Μια συγκεκριμένη κατηγορία σχετικά μικρών γαλαξιών, γνωστή ως «Γαλαξίες Blue Dwarf», πιθανώς παρέχει κοντινά και σύγχρονα παραδείγματα αυτού που μπορεί να έχει συμβεί στο πρώιμο Σύμπαν κατά τον σχηματισμό των πρώτων αστεριών. Αυτοί οι γαλαξίες έχουν χαμηλή σκόνη και βαρύτερα στοιχεία. Περιέχουν διαστρικά σύννεφα τα οποία, σε ορισμένες περιπτώσεις, μοιάζουν αρκετά με εκείνα τα αρχέγονα σύννεφα από τα οποία σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια. Ωστόσο, παρά τη σχετική έλλειψη σκόνης και μοριακού αερίου που αποτελούν τα βασικά συστατικά για το σχηματισμό αστεριών, όπως το γνωρίζουμε από τον Γαλαξία, αυτοί οι γαλαξίες Blue Dwarf φιλοξενούν μερικές φορές πολύ ενεργές περιοχές σχηματισμού αστεριών. Έτσι, μελετώντας αυτές τις περιοχές, ίσως ελπίζουμε να κατανοήσουμε καλύτερα τις διαδικασίες σχηματισμού αστεριών στο πρώιμο Σύμπαν.
Πολύ ενεργός σχηματισμός αστεριών στο NGC 5253
Το NGC 5253 είναι ένας από τους πλησιέστερους από τους γνωστούς γαλαξίες Blue Dwarf. Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 11 εκατομμυρίων ετών φωτός προς την κατεύθυνση του νότιου αστερισμού Κενταύρου. Πριν από λίγο καιρό μια ομάδα Ευρωπαίων αστρονόμων [1] αποφάσισε να ρίξει μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτό το αντικείμενο και να μελετήσει διαδικασίες σχηματισμού αστεριών στο αρχέγονο περιβάλλον αυτού του γαλαξία.
Είναι αλήθεια ότι το NGC 5253 περιέχει κάποια σκόνη και βαρύτερα στοιχεία, αλλά σημαντικά μικρότερο από τον γαλαξία μας. Ωστόσο, είναι αρκετά ακραίο ως ένας τόπος έντονου σχηματισμού αστεριών, ένας άφθονος «αστέρι γαλαξίας» στην αστρονομική ορολογία και πρωταρχικό αντικείμενο για λεπτομερείς μελέτες του σχηματισμού αστεριών μεγάλης κλίμακας.
Η φωτογραφία ESO PR 31a / 04 παρέχει μια εντυπωσιακή εικόνα του NGC 5253. Αυτή η σύνθετη εικόνα βασίζεται σε μια έκθεση σχεδόν υπέρυθρης ακτινοβολίας που λαμβάνεται με το όργανο ISAAC πολλαπλών τρόπων που είναι τοποθετημένο στο τηλεσκόπιο 8,2-m VLT Antu στο Παρατηρητήριο ESO Paranal (Χιλή) , καθώς και δύο εικόνες στην οπτική ζώνη κύματος που λαμβάνονται από το αρχείο δεδομένων διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble (βρίσκεται στο ESO Garching). Η εικόνα VLT (στη ζώνη Κ σε μήκος κύματος 2,16 μm) κωδικοποιείται κόκκινη, οι εικόνες HST είναι μπλε (ζώνη V στα 0,55 μm) και πράσινες (ζώνη Ι στα 0,79 μm), αντίστοιχα.
Η τεράστια ικανότητα συλλογής φωτός και η εξαιρετική οπτική ποιότητα του VLT κατέστησαν δυνατή τη λήψη της πολύ λεπτομερούς εικόνας σχεδόν υπέρυθρων (βλ. Φωτογραφία PR 31b / 04) κατά τη διάρκεια έκθεσης διάρκειας 5 λεπτών. Οι εξαιρετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες του Paranal κατά τη στιγμή της παρατήρησης (βλέποντας 0,4 arcsec) επιτρέπουν το συνδυασμό διαστημικών και επίγειων δεδομένων σε μια έγχρωμη φωτογραφία αυτού του ενδιαφέροντος αντικειμένου.
Μια μεγάλη λωρίδα σκόνης είναι ορατή στη δυτική (δεξιά) πλευρά του γαλαξία, αλλά τμήματα σκόνης είναι ορατά παντού, μαζί με ένα μεγάλο αριθμό από πολύχρωμα αστέρια και αστρικά σμήνη. Οι διαφορετικές αποχρώσεις είναι ενδεικτικές των ηλικιών των αντικειμένων και του βαθμού απόκρυψης από τη διαστρική σκόνη. Η κοντινή υπέρυθρη εικόνα VLT διεισδύει στα σύννεφα σκόνης πολύ καλύτερα από τις οπτικές εικόνες HST και ορισμένα βαθιά ενσωματωμένα αντικείμενα που δεν ανιχνεύονται στο οπτικό φαίνονται επομένως ως κόκκινο στη συνδυασμένη εικόνα.
Μετρώντας το μέγεθος και την υπέρυθρη φωτεινότητα καθενός από αυτά τα «κρυμμένα» αντικείμενα, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να διακρίνουν τα αστέρια από τα αστρικά σμήνη. μετρά τουλάχιστον 115 συστάδες. Ήταν επίσης δυνατό να προκύψουν οι ηλικίες τους - περίπου 50 από αυτούς είναι πολύ νέοι με αστρονομικούς όρους, λιγότερο από 20 εκατομμύρια χρόνια. Η κατανομή των μαζών των αστεριών του σμήνους συμπίπτει με αυτό που παρατηρήθηκε σε συστάδες σε άλλους γαλαξίες αστεριών, αλλά ο μεγάλος αριθμός νεαρών συστάδων και αστεριών είναι εξαιρετικός σε έναν γαλαξία τόσο μικρό όσο το NGC 5253.
Όταν λαμβάνονται εικόνες NGC 5253 σε προοδευτικά μεγαλύτερα μήκη κύματος, βλ. ESO PR Photo 31c / 04, η οποία λήφθηκε με το VLT στη ζώνη L (μήκος κύματος 3,7? M), ο γαλαξίας φαίνεται αρκετά διαφορετικός. Δεν εμφανίζει πλέον τον πλούτο των πηγών που φαίνονται στην εικόνα της ζώνης Κ και τώρα κυριαρχείται από ένα μόνο φωτεινό αντικείμενο. Μέσω ενός μεγάλου αριθμού παρατηρήσεων σε διαφορετικές περιοχές μήκους κύματος, από το οπτικό έως το ραδιόφωνο, οι αστρονόμοι διαπιστώνουν ότι αυτό το μεμονωμένο αντικείμενο εκπέμπει τόση ενέργεια στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος όπως και ολόκληρος ο γαλαξίας στην οπτική περιοχή. Η ποσότητα ενέργειας που εκπέμπεται σε διαφορετικά μήκη κύματος δείχνει ότι είναι ένα νεαρό (μερικά εκατομμύρια χρόνια), πολύ μαζικό (πάνω από ένα εκατομμύριο ηλιακές μάζες) αστρικό σμήνος, ενσωματωμένο σε ένα πυκνό και βαρύ νέφος σκόνης (περισσότερες από 100.000 ηλιακές μάζες σκόνης η εκπομπή που φαίνεται στη φωτογραφία PR 31c / 04 προέρχεται από αυτήν τη σκόνη).
Μια θέα προς τις αρχές
Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ένας γαλαξίας τόσο μικρός όσο το NGC 5253, σχεδόν 100 φορές μικρότερος από τον δικό μας Γαλαξία, μπορεί να παράγει εκατοντάδες συμπαγή αστρικά σμήνη. Τα νεότερα από αυτά τα σμήνη είναι ακόμα βαθιά ενσωματωμένα στα γενέθλια σύννεφα τους, αλλά όταν παρατηρούνται με όργανα ευαίσθητα στην υπέρυθρη ακτινοβολία, όπως το ISAAC στο VLT, ξεχωρίζουν ως πολύ φωτεινά αντικείμενα.
Το πιο τεράστιο από αυτά τα σμήνη περιέχει περίπου ένα εκατομμύριο ηλιακές μάζες και λάμπει έως και 5.000 πολύ φωτεινά τεράστια αστέρια. Μπορεί να μοιάζει πολύ με τους προγόνους στο πρώιμο Σύμπαν των παλιών σφαιρικών σμήνων που παρατηρούμε τώρα σε μεγάλους γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας. Υπό αυτήν την έννοια, το NGC 5253 μας παρέχει μια άμεση άποψη για τις δικές μας αρχές.
Σημείωση
[1] Η ομάδα αποτελείται από τον Giovanni Cresci (Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας, Ιταλία), τον Leonardo Vanzi (ESO-Χιλή) και τον Marc Sauvage (CEA / DSN / DAPNIA, Saclay, Γαλλία). Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με την παρούσα έρευνα διατίθενται σε ένα ερευνητικό έγγραφο ("The Star Cluster population of NGC 5253" από τους G. Cresci et al.) Για να εμφανιστεί σύντομα στο κορυφαίο ερευνητικό περιοδικό Astronomy & Astrophysics (ένα προτύπωμα διατίθεται ως astro-ph / 0411486).
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO
Ακολουθούν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πώς σχηματίζονται τα αστέρια.
