BLOGCZEJNalpha

Więcej masywnych gwiazd niż dotychczas sądzono

Przeprowadzone przy pomocy interferometru ALMA oraz Bardzo Dużego Teleskopu badania wykazały, że zarówno galaktyki gwiazdotwórcze we wczesnym Wszechświecie, jak i obszary gwiazdotwórcze w pobliskich galaktykach zawierają znacznie większy odsetek masywnych gwiazd niż w przypadku bardziej spokojnych galaktyk. Otrzymane wyniki są niejako wyzwaniem dla obecnie obowiązujących teorii i uderzają w naszą dotychczasową wiedzę na temat ewolucji Wszechświata.

Zhi-Yu Zhang, astronom z University of Edinburgh stał na czele zespołu naukowców, który prowadził badania wczesnego Wszechświata z wykorzystaniem ALMA - największego na świecie interferometru radiowego. Celem zespołu było zbadanie proporcji masywnych gwiazd w czterech odległych, bogatych w gaz galaktykach gwiazdotwórczych. Galaktyki te obserwowane są w stadium, gdy Wszechświat był dużo młodszy niż obecnie.

Na potrzeby badań opracowana została zupełnie nowa technika - odpowiednik datowania radiowęglowego - do zmierzenia ilości różnych rodzajów tlenku węgla w badanych galaktykach gwiazdotwórczych. Naukowcy obserwowali stosunek dwóch rodzajów tlenku węgla zawierających różne izotopy.

Izotopy węgla i tlenu mają różne pochodzenie. Izotop tlenu o liczbie masowej 18 jest jest wytwarzany w większym stopniu w gwiazdach masywnych, a izotop węgla o liczbie masowej 13 w większym stopniu w gwiazdach o masie od niskiej do średniej. Dzięki nowej technice, zespół był w stanie określić masy gwiazd w badanych galaktykach.

Masa gwiazdy jest najważniejszym czynnikiem determinującym sposób w jaki ewoluuje. Gwiazdy masywne świecą jasno i mają krótkie życie, a mniej masywne, takie jak Słońce, świecą bardziej umiarkowanie przez miliardy lat. Znajomość proporcji gwiazd o różnych masach, które formują się w galaktykach, pomaga astronomom w zrozumieniu powstawania i ewolucji galaktyk w historii Wszechświata. W rezultacie otrzymujemy najważniejsze informacje na temat pierwiastków chemicznych dostępnych do formowania nowych gwiazd i planet, a w końcu na temat liczby czarnych dziur, które mogą połączyć się w supermasywne czarne dziury obserwowane w centrach wielu galaktyk

Współautorka badań, Donatella Romano z INAF-Astrophysics and Space Science Observatory w Bolonii wyjaśnia, co dokładnie odkryto. Jak mówi, stosunek izotopów tlenu do izotopów węgla był około 10 razy większy w galaktykach gwiazdotwórczych we wczesnym Wszechświecie niż w galaktykach, takich jak Droga Mleczna, co oznacza że w tych pierwszych jest znacznie większa proporcja gwiazd masywnych.

Obserwowane przez ALMA galaktyki

Wyniki uzyskane dzięki interferometrowi ALMA są zgodne z innym odkryciem w lokalnym Wszechświecie. Zespół, którym kierował Fabian Schneider z University of Oxford (Wielka Brytania), wykonał spektroskopowe pomiary przy pomocy należącego do ESO Bardzo Dużego Teleskopu (VLT), które objęły 800 gwiazd w gigantycznym obszarze gwiadzotwórczym 30 Doradus w Wielkim Obłoku Magellana.
Naukowcy odkryli około 30% więcej gwiazd o masie ponad 30 razy większej niż Słońce niż oczekiwano, i około 70% więcej niż oczekiwano powyżej 60 mas Słońca. Wyniki stanowią wyzwanie dla wcześniej przewidywanego limitu 150 mas Słońca jako maksymalnej masy w trakcie narodzin gwiazd, a nawet sugerują, że gwiazdy mogą rodzić się z masami do 300 mas Słońca, tłumaczy Fabian Schneider.


Obserwuj @glodniwiedzy - znajdziesz tu najciekawsze informacje ze świata.


Artykuł autorstwa: @bartoszmejer, dodany za pomocą serwisu Głodni Wiedzy


Źródło: Europejskie Obserwatorium Południowe

KOMENTARZE

  • pozyton

    Limit 120-150 mas Słońca wynika z siły wiatru słonecznego, który dla tak dużych gwiazd wydmuchuje zewnętrzne warstwy, zaś ten przedział wynika z prędkości obrotowej. Są to gwiazdy typu widmowego O, B, które przed śmiercią przez chwilę stają się gwiazdami Wolfa-Rayeta. Są to bardzo niestabilne obiekty szczególnie w końcowej fazie życia. Dlatego też nie sądzę, żeby pojedynczo powstawały masywniejsze obiekty, jednak ze względu na bliskość takich gwiazd często mogło dochodzić do zlań się takich obiektów. Oczywiście nie jest to zwykłe dodawanie 150+150=300, ponieważ duża ilość masy zapewne zostałaby wyrzucona tworząc mgławicę. Takie obiekty są raczej bardzo rzadko spotykane (ale na serio rzadko) ze względu na długość życia, która wynosi mniej niż milion lat.