Formarea stelelor este unul dintre cele mai fundamentale fenomene din Univers. În interiorul stelelor, materialul primordial din Big Bang este prelucrat în elemente mai grele pe care le observăm astăzi. În atmosfera extinsă a anumitor tipuri de stele, aceste elemente se combină în sisteme mai complexe precum molecule și boabe de praf, blocurile de construcție pentru noi planete, stele și galaxii și, în cele din urmă, pentru viață. Procesele violente de formare a stelelor permit ca galaxiile plictisitoare să strălucească în întunericul spațiului adânc și să le facă vizibile la distanțe mari.
Formarea stelelor începe cu prăbușirea părților cele mai dense ale norilor interstelari, regiuni care sunt caracterizate de o concentrație relativ ridicată de gaz molecular și praf, cum ar fi complexul Orion (ESO PR foto 20/04) și regiunea Centrului Galactic (ESO Press Release 26 / 03). Deoarece acest gaz și praf sunt produse de formare stelară anterioară, trebuie să fi existat o epocă timpurie când încă nu existau.
Dar cum s-au format primele stele atunci? Într-adevăr, a descrie și explica „formarea stelelor primordiale” - fără gaze moleculare și praf - este o provocare majoră în Astrofizica modernă.
O anumită clasă de galaxii relativ mici, cunoscută sub numele de „Galaxii pitice albastre”, poate oferi exemple din apropiere și contemporane despre ceea ce s-a putut întâmpla în Universul timpuriu în timpul formării primelor stele. Aceste galaxii sunt sărace în praf și elemente mai grele. Acestea conțin nori interstelari care, în unele cazuri, par a fi destul de asemănătoare cu acei nori primordiali din care s-au format primele stele. Și totuși, în ciuda lipsei relative a prafului și a gazelor moleculare care formează ingredientele de bază pentru formarea stelelor, așa cum o știm din Calea Lactee, acele Galaxii pitice albastre adăpostesc uneori regiuni foarte active de formare a stelelor. Astfel, studiind aceste zone, am putea spera să înțelegem mai bine procesele de formare a stelelor din Universul timpuriu.
Formarea stelelor foarte activă în NGC 5253
NGC 5253 este una dintre cele mai apropiate galaxii pitice albastre cunoscute; este situat la o distanță de aproximativ 11 milioane de ani-lumină în direcția constelației sudice Centaur. Cu ceva timp în urmă, un grup de astronomi europeni [1] a decis să arunce o privire mai atentă asupra acestui obiect și să studieze procesele de formare a stelelor în mediul primordial al acestei galaxii.
Adevărat, NGC 5253 conține niște elemente de praf și mai grele, dar semnificativ mai puțin decât propria noastră galaxie a Căii Lactee. Cu toate acestea, este destul de extrem ca un loc de formare stelară intensă, o „galaxie de stea” profuză în terminologia astronomică și un obiect principal pentru studii detaliate ale formării stelelor pe scară largă.
ESO PR Photo 31a / 04 oferă o vedere impresionantă a NGC 5253. Această imagine compozită se bazează pe o expunere aproape în infraroșu obținută cu instrumentul ISAAC multimod montat pe telescopul VLT Antu de 8,2 m la Observatorul Paranal ESO (Chile) , precum și două imagini din banda de undă optică obținute din arhiva de date a telescopului spațial Hubble (localizată la ESO Garching). Imaginea VLT (în banda K la lungimea de undă 2,16? M) este codată roșu, imaginile HST sunt albastre (banda V la 0,55 m) și, respectiv, verde (banda I la 0,79? M).
Capacitatea enormă de colectare a luminii și calitatea optică excelentă a VLT au făcut posibilă obținerea unei imagini infraroșii aproape detaliate (a se vedea PR foto 31b / 04) în timpul unei expuneri care durează doar 5 min. Condițiile atmosferice excelente ale Paranal în momentul observației (vezi 0,4 arcsec) permit combinarea datelor spațiale și de la sol într-o fotografie color a acestui obiect interesant.
O bandă de praf majoră este vizibilă în partea de vest (dreapta) a galaxiei, dar petele de praf sunt vizibile peste tot, împreună cu un număr mare de stele colorate și ciorchini stelari. Nuanțele diferite de culoare sunt indicative pentru vârstele obiectelor și gradul de obscurizare prin praful interstelar. Imaginea VLT cu infraroșu aproape pătrunde în norii de praf mult mai bine decât imaginile HST optice, iar unele obiecte adânc încorporate care nu sunt detectate în optică apar prin urmare ca roșii în imaginea combinată.
Măsurând dimensiunea și luminozitatea infraroșie a fiecăruia dintre aceste obiecte „ascunse”, astronomii au putut distinge stelele de ciorchini stelari; ele numără nu mai puțin de 115 grupuri. De asemenea, a fost posibil să-și deriveze vârstele - aproximativ 50 dintre ei sunt foarte tineri din punct de vedere astronomic, mai puțin de 20 de milioane de ani. Distribuția maselor stelelor de cluster seamănă cu cele observate în grupuri în alte galaxii de stea, dar numărul mare de grupări și stele tinere este extraordinar într-o galaxie la fel de mică ca NGC 5253.
Când se obțin imagini cu NGC 5253 la lungimi de undă progresiv mai lungi, cf. ESO PR Photo 31c / 04, care a fost făcută cu VLT în banda L (lungime de undă 3,7? M), galaxia arată cu totul altceva. Nu mai afișează bogăția surselor văzute în imaginea benzilor K și este acum dominată de un singur obiect luminos. Prin intermediul unui număr mare de observații în diferite regiuni de lungime de undă, de la optică la radio, astronomii constată că acest obiect unic emite la fel de multă energie în partea infraroșie a spectrului, la fel ca întreaga galaxie din regiunea optică. Cantitatea de energie radiată la diferite lungimi de undă arată că este un grup stelar tânăr (câteva milioane de ani), foarte masiv (mai mult de un milion de mase solare), încorporat într-un nor de praf dens și greu (mai mult de 100.000 de mase solare de praf ; emisia văzută în PR Photo 31c / 04 provine din acest praf).
O vedere spre începuturi
Aceste rezultate arată că o galaxie la fel de minusculă ca NGC 5253, de aproape 100 de ori mai mică decât propria galaxie a Căii Lactee, poate produce sute de clustere stelare compacte. Cei mai tineri dintre aceste clustere sunt încă adânc înglobate în norii lor nativi, dar atunci când sunt observate cu instrumente sensibile la infraroșu, precum ISAAC la VLT, ele ies în evidență ca obiecte foarte luminoase.
Cea mai masivă dintre aceste clustere deține aproximativ un milion de mase solare și strălucește până la 5000 de stele masive foarte strălucitoare. Poate fi foarte asemănător cu progenitorii din Universul timpuriu al vechilor grupuri globulare pe care le observăm acum în galaxii mari precum Calea Lactee. În acest sens, NGC 5253 ne oferă o vedere directă asupra propriilor noastre începuturi.
Notă
[1] Grupul este format din Giovanni Cresci (Universitatea din Florența, Italia), Leonardo Vanzi (ESO-Chile) și Marc Sauvage (CEA / DSN / DAPNIA, Saclay, Franța). Mai multe detalii despre prezenta anchetă sunt disponibile într-o lucrare de cercetare („Populația Clusterului Stelelor din NGC 5253” de G. Cresci și colab.) Pentru a apărea curând în revista de cercetare principală Astronomy & Astrophysics (o amprentă este disponibilă ca astro-ph / 0411486).
Sursa originală: Comunicat de știri ESO
Iată mai multe informații despre cum se formează stelele.
