Sonda Gaia opracowała dokładną mapę regionów gwiazdotwórczych w Drodze Mlecznej

Należąca do ESA sonda Gaia pomogła opracować naukowcom najdokładniejszą, jak dotąd mapę gwiazdotwórczych regionów w Drodze Mlecznej. Obserwacja tych miejsc jest wyjątkowo trudna z powodu gęstych chmur pyłu i gazu.

Sonda Gaia i obserwacja gwiazd

.Na podstawie prowadzonych z pomocą europejskiej sondy Gaia obserwacji 44 milionów gwiazd, w tym 87 wyjątkowo rzadkich gwiazd typu O, astronomowie opracowali trójwymiarową mapę obszarów naszej galaktyki, w której rodzą się nowe gwiazdy.

Mapa rozciąga się na odległość 4 tys. lat świetlnych, ze Słońcem w jej centrum.

Obserwacje pozwoliły stworzyć wizualizację pokazującą, jak wspomniana część galaktyki wyglądałaby z zewnętrz oraz gdyby się przez nią przelatywało.

– Nigdy wcześniej nie powstał model rozmieszczenia zjonizowanego gazu w lokalnym obszarze Drogi Mlecznej, który tak dobrze odpowiadałby obserwacjom nieba prowadzonym przez inne teleskopy. Dlatego jesteśmy przekonani, że nasz widok z góry oraz animacje przelotu stanowią dobre przybliżenie tego, jak te obłoki wyglądałyby w trzech wymiarach – wyjaśnia Lewis McCallum z Uniwersytetu w St Andrews.

Eksperci podkreślają, że mapowanie i w ogóle badanie obszarów kosmosu, w których powstają gwiazdy, jest wyjątkowo trudne. Przeszkodą są gęste obłoki gazu i pyłu.

Gaia może zobaczyć, jak wiele światła gwiazd jest zablokowane przez pył. Na tej podstawie naukowcy mogą tworzyć trójwymiarowe mapy pokazujące, gdzie znajduje się pył, a następnie wykorzystać je do określenia ilości zjonizowanego wodoru — charakterystycznego wskaźnika procesów powstawania gwiazd.

Mapa regionów gwiazdotwórczych

.Nowa mapa obejmuje trójwymiarowe widoki takich obiektów jak Mgławica Guma, Mgławica Ameryka Północna, Mgławica Kalifornia oraz superbąbel Orion–Erydan. Umożliwia ona „przelot” wokół, przez i ponad tymi obszarami, w których znajdują się kolebki gwiazd.

Dzięki mapie naukowcy mogą lepiej poznać gwiazdotwórcze rejony oraz zrozumieć, w jaki sposób olbrzymie gwiazdy typu O oddziałują na gaz w naszej galaktyce oraz jak daleko sięga ich wpływ.

Badacze wyjaśniają, że gwiazdy typu O to bardzo rzadkie obiekty – gwiazdy młode, masywne, niezwykle jasne i gorące. Emitują intensywne promieniowanie ultrafioletowe tak energetyczne, że uderzając w atomy wodoru potrafi wybijać z nich elektrony. Pomagają więc znaleźć miejsca, w którym rodzą się gwiazdy.

– Ta mapa w przejrzysty sposób pokazuje, jak promieniowanie masywnych gwiazd jonizuje otaczające je ośrodki międzygwiazdowe oraz jak pył i gaz oddziałują z tym promieniowaniem. Model 3D daje szczegółowy wgląd w procesy kształtujące nasze lokalne środowisko galaktyczne i pomaga astronomom zrozumieć interakcje między ciepłymi i zimnymi składnikami lokalnego Wszechświata – wyjaśnia Sascha Zeegers z ESA, ekspert w dziedzinie pyłu międzygwiazdowego.

W przyszłości mapa ma objąć jeszcze większy obszar Drogi Mlecznej.

– Stworzenie mapy sięgającej zaledwie 4 tys. lat świetlnych od Słońca, w wysokiej rozdzielczości wymagało ogromnej mocy obliczeniowej. Mamy nadzieję, że uda się ją rozszerzyć jeszcze dalej, gdy Gaia opublikuje nowy zestaw danych – mówi Lewis McCallum.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy” – cały artykuł [LINK]

PAP/Marek Matacz/eg