Astronomowie podważają jedno z podstawowych założeń dotyczących powstawania gwiazd

Przez dziesięciolecia naukowcy zakładali, że powstawanie gwiazd przebiega według podobnych zasad niezależnie od miejsca we Wszechświecie. Nowe badanie sugeruje jednak, że warunki panujące w danym środowisku mogą wpływać na to, jakie obiekty się w nim formują. Odkrycie może zmienić sposób, w jaki badacze szacują masę i ewolucję odległych galaktyk.

Jedno z podstawowych założeń astronomii może wymagać zmiany

Od dawna astronomowie szacowali liczbę małych, niewidocznych gwiazd w odległych galaktykach, wykorzystując matematyczną regułę zakładającą, że proporcje ich powstawania są mniej więcej takie same w całym Wszechświecie.

W ramach nowego badania naukowcy z University of Missouri odkryli, że nie zawsze tak jest. Wskazali, że stosunek dużych i małych gwiazd wydaje się zależeć od środowiska, w którym powstały. Może to podważać jedno z najbardziej ugruntowanych założeń astronomii i zmienić sposób, w jaki astronomowie mierzą galaktyki i odtwarzają historię Wszechświata. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters”.

Odkrycie może pomóc badaczom dokładniej szacować masę, wiek i ewolucję galaktyk. Wyniki mogą również wyjaśnić, dlaczego niektóre galaktyki obserwowane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wydają się bardziej masywne, niż oczekiwano, ponieważ mogły powstawać w inny sposób, niż wcześniej zakładali naukowcy.

Badacze wskazują, że to jedno z podstawowych założeń astronomii może być zbyt dużym uproszczeniem. A niektóre z obserwowanych galaktyk wcale nie muszą łamać praw fizyki, a mogą być po prostu mierzone w niewłaściwy sposób.

Powstawanie gwiazd może zależeć od środowiska

Jak opisują badacze, dotychczas stosowaną miarą była funkcja masy początkowej (initial mass function – IMF). A ponieważ niemożliwe jest obecnie bezpośrednie obserwowanie większości najmniejszych i najsłabszych gwiazd w odległych galaktykach, naukowcy wykorzystują IMF do oszacowania ich liczby na podstawie jaśniejszych z nich, które mogą uchwycić. Podejście to jest jednym z fundamentów współczesnej astronomii od ponad 50 lat.

W czasie nowego badania astronomowie przeanalizowali dane z misji Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, która zmapowała niemal 2 miliardy gwiazd w Drodze Mlecznej. Skupili się na gromadach gwiazd, czyli grupach tych obiektów powstałych razem w podobnych warunkach. Porównanie tych gromad pozwoliło sprawdzić, czy gwiazdy wszędzie powstają w takich samych proporcjach.

Gdyby funkcja masy początkowej rzeczywiście była uniwersalna, każda gromada zawierałaby podobny zestaw gwiazd. Naukowcy odkryli jednak znaczące różnice między poszczególnymi zbiorami. Sugeruje to, że lokalne warunki wpływają na rodzaje powstających gwiazd.

Nowe podejście do badania odległych galaktyk

Zamiast całkowicie odrzucać IMF, naukowcy proponują jej udoskonalenie poprzez uwzględnienie różnych środowisk, w których powstają gwiazdy. Sugerują, żeby zamiast stosować ten sam model do każdej galaktyki, astronomowie mogli uwzględniać warunki, w których powstawały gwiazdy, i wybierać funkcję masy początkowej najlepiej odpowiadającą danemu środowisku.

Wyniki wskazują na bardziej elastyczne podejście do rozumienia powstawania gwiazd i interpretowania obserwacji odległych galaktyk. Naukowcy podkreślają, że Wszechświat jest bardziej złożony, niż zakładano, ale jednocześnie coraz lepiej udaje się go poznawać w prawidłowy sposób.

Emil Gołoś