Teleskop Subaru pomaga liczyć gwiazdy

Teleskop Subaru pomaga liczyć gwiazdy

29.01.2009

Liczba gwiazd we Wszechświecie jest ogromna. Ponieważ w każdej galaktyce są ich miliardy a samych galaktyk też są miliardy liczba gwiazd jest trudna do objęcia rozumem. Kiedy astronomowie wykorzystujący teleskop Subaru usiłują objąć rozumem te liczby zaczynają rozważać takie rzeczy jak dystrybucja mas gwiazd w populacji. Jak ich część jest cięższa, a jaka lżejsza od Słońca? Jaki jest zakres mas gwiazd powstałych w Drodze Mlecznej.

Pytania te odzwierciedlają niektóre z najważniejszych zagadnień w astronomii. Pierwszym krokiem do uzyskania na nie odpowiedzi jest określenie początkowej dystrybucji mas gwiazd – czyli rozkładu liczby gwiazd o określonych masach w momencie narodzin określany mianem funkcji masy początkowej (IMG – Initial Mass Function). Ponieważ w naszej Galaktyce znajdują się gwiazdy w różnym wieku obserwowany rozkład mas należy powiązać z wartościami początkowymi. Regiony, w których powstają gwiazdy mają tę zaletę, że populacja w takim obszarze ma podobny wiek dzięki czemu nie jest konieczne wprowadzanie złożonych algorytmów mających dostosować funkcję masy  tak jak to ma miejsce przy ogólnym ocenianiu gwiazd w całej Galaktyce.

Funkcję IMF przybliżano dla gwiazd w naszym otoczeniu już od lat 50. dwudziestego wieku. Od niedawna IMF dla gwiazd o bardzo niskich masach znalazła się w centrum zainteresowania astronomów. Brązowe karły – obiekty o bardzo małej masie rzędu 0.08 masy Słońca, zbyt mały by stały się normalnymi gwiazdami, są trudne do obserwacji. To powoduje że IMF w obszarze mas brązowych karłów nie jest precyzyjnie wyznaczony. Dla przykładu, w przypadku kilku najbliższych obszarów aktywnie tworzących gwiazdy stosunek liczbowy gwiazd o masach o połowę mniejszych od Słońca do tych o masach zbliżonych do naszej gwiazdy jest dobrze znany. Jednak liczba gwiazd mniej masywnych jest niepewna.

Brązowe karły nie spalają wodoru. W związku z tym, w miarę jak się starzeją, coraz trudniej jest je wykryć. Jednakże młode brązowe karły są stosunkowo jasne w podczerwieni. Zatem by określić IMF w rejonie mas brązowych karłów regiony powstawania gwiazd bada się w pąśmie podczerwonym. Wcześniejsze obserwacje były ograniczone do najbliższych obszarów powstawania gwiazd – Byka i Oriona. Uważa się, że większość gwiazd powstających w Galaktyce rodzi się w gromadach otwartych, w których przeważają gwiazdy o małych masach. W związku z tym wcześniejsze obserwacje nie dostarczały danych dotyczących funkcji IMF reprezentatywnych dla całej populacji Galaktyki.

Większość gromad zawierających masywne gwiazdy znajduje się przynajmniej dwa razy dalej od regionu aktywnego w Orionie (znanego jako M42). Do obserwacji gwiazd o małych masach w tych regionach konieczne są duże teleskopy, takie jako 8,2 metrowy teleskop Subaru. Ponadto, podczas badań gwiazd w odległych gromadach konieczna jest również wysoka rozdzielczość umożliwiająca rozpoznanie indywidualnych gwiazd.

W celu zbadania ciemnych, odległych gwiazd o niskich masach zespół japońskich i indyjskich astronomów wykorzystał wysoką czułość i rozdzielczość przestrzenną kamery podczerwonej CISCO zainstalowanej na teleskopie Subaru aby uzyskać szczegółowy obraz głównego regionu gwiazdotwórczego W3 (W3 Main), położonego w obrębie konstelacji Kasjopei w odległości 6000 lat świetlnych od nas. Zdjęcie przedstawia podczerwony obraz W3 Main stworzony na podstawie danych Subaru. Obecnie jest to najgłębszy i najdokładniejszy obraz obszaru gwiazdotwórczego uzyskany przez teleskop naziemny. Obraz ten ukazuje szczegóły struktury mgławicy, ciemne włókna łączące jej fragmenty oraz znaczącą populację gwiazd o niskich masach w regionie W3 Main.

Badania po raz pierwszy wykazały, że istnieje znaczący numer brązowych karłów w regionie gwiazdotwórczym W3 Main. Wyniki znacząco różnią się od danych uzyskanych dla regionów IC 348 i Trapezu, gdzie stwierdzono względny spadek liczby brązowych karłów. Oznacza to, że ich populacja może różnić się w zależności od badanego regionu Galaktyki. Zespół planuje badanie kolejnych masywnych obszarów formowania gwiazd. Obecne wyniki zostaną opublikowane w lutowym wydaniu Astrophysical Journal.

Źródło:

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *