Kosmiczna sieć Tarantuli: astronomowie zmapowali gwałtowne formowanie się gwiazd w mgławicy poza naszą galaktyką

Astronomowie pokazali szczegóły obszaru gwiazdotwórczego 30 Doradus, znanego też jako Mgławica Tarantula. Wykorzystano nowe obserwacje z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Na opublikowanych dzisiaj przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) obrazach wysokiej rozdzielczości, wraz z danymi z ALMA, widzimy mgławicę w nowym świetle, z delikatnymi obłokami gazu, które dają wgląd w to, jak masywne gwiazdy kształtują ten rejon.

Fragmenty te mogą być pozostałościami dawniejszego większego obłoku, który został poszatkowany przez olbrzymią energię uwalnianą przez młode masywne gwiazdy, w procesie zwanym sprzężeniem zwrotnym.mówi Tony Wong, który kierował badaniami 30 Doradus, zaprezentowanymi dzisiaj podczas spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego (AAS) i opublikowanymi w The Astrophysical Journal.

Początkowo astronomowie sądzili, że gaz w tych obszarach jest zbyt rzadki i zbyt przytłoczony turbulentnym sprzężeniem zwrotnym, aby grawitacja mogła zebra go razem dla uformowania nowych gwiazd. Ale nowe dane ukazały także znacznie gęstsze włókna, w których rola grawitacji nadal jest znacząca.

Nasze wyniki sugerują, że nawet przy występowaniu bardzo silnego sprzężenia zwrotnego, grawitacja może wywierać silny wpływ i prowadzić do kontynuowania powstawania gwiazd.dodaje Wong, który jest profesorem na University of Illinois w Urbana-Champaign (USA).

Położona w Wielkim Obłoki Magellana, galaktyce satelitarnej naszej własnej Drogi Mlecznej, Mgławica Tarantula jest jednym z najjaśniejszych i najbardziej aktywnych obszarów gwiazdotwórczych w naszym galaktycznym sąsiedztwie. Znajduje się około 170 000 lat świetlnych od Ziemi. W sercu mgławicy są jedne z najmasywniejszych znanych gwiazd, z których kilka ma masy przekraczające 150 razy masę Słońca, czyniąc ten rejon idealnym miejscem do badania, w jaki sposób obłoki gazu zapadają się po wpływem grawitacji, tworząc nowe gwiazdy.

Tym co czyni 30 Doradus unikalną, jest fakt, że znajduje się wystarczająco blisko nas, aby szczegółowo badać, jak formują się gwiazdy, przy czym jej własności nadal są podobne do podobnych obszarów w bardzo dalekich galaktykach, nawet gdy Wszechświat był młody. Dzięki 30 Doradus możemy badać, jak gwiazdy formowały się 10 miliardów lat temu, kiedy to narodziła się większość gwiazd.powiedział Guido De Marchi, naukowiec z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), współautor publikacji prezentującej wyniki nowych badań.

O ile większość poprzednich badań Mgławicy Tarantula skupiała się na centrum tego obiektu, to astronomowie od dawna wiedzieli, że powstawanie masywnych gwiazd zachodzi także w innych miejscach. Aby lepiej zrozumieć ten process, zespół badawczy przeprowadził obserwacje w wysokiej rozdzielczości, pokrywające duży obszar mgławicy. Przy pomocy ALMA zmierzono emisję promieniowania od gazowego tlenku węgla. Pozwoliło to na opracowanie mapy wielkich, chłodnych obłoków gazu w mgławicy, które zapadają się, aby dać życie nowym gwiazdom – a także w jaki sposób się zmieniają, gdy wielkie ilości energii są uwalniane przez młode gwiazdy.

Spodziewaliśmy się ustalić, że fragmenty obłoku najbliżej młodych masywnych gwiazd będą wykazywać najwyraźniejsze oznaki przytłaczania grawitacji przez sprzężenie zwrotne. Zamiast tego odkryliśmy, że grawitacja jest nadal ważna w rejonach narażonych na sprzężenie zwrotne – co najmniej we fragmentach obłoku, które są wystarczająco gęste.mówi Wong.

Na obrazie opublikowanym dzisiaj przez ESO widzimy nowe dane ALMA nałożone na wcześniejszy obraz podczerwony tego samego rejonu, który pokazuje jasne gwiazdy i jasnoróżowe obłoki gorącego gazu – uzyskany przy pomocy teleskopów ESO: Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) i Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA). Kompozycja pokazuje wyraźny, przypominający pajęczynę kształt obłoków gazu Mgławicy Tarantula, który dał jej pajęczą nazwę. Nowe dane ALMA obejmują jasne czerwono-żółte smugi: bardzo zimny i gęsty gaz, który pewnego dnia może zapaść się i utworzyć gwiazdy.

Nowe badania zawierają szczegółowe wskazówki na temat tego, jak zachowuje się grawitacja w obszarach gwiazdoztwórczych Mgławicy Tarantula, ale prace jeszcze się nie skończyły. „Wciąż jest dużo więcej do zrobienia z tym fantastycznym zestawem danych. Udostępniliśmy go publicznie, aby zachęcić innych naukowców do prowadzenia nowych badań” podsumowuje Wong.