Приклади глобул Бока. Кредитна графіка: SAAO. Натисніть, щоб збільшити
Наше Сонце існує вже майже п’ять мільярдів років. Протягом більшої частини своєї історії Сонце в значній мірі з'явилося так, як це є сьогодні - величезна сфера випромінюваного газу та пилу, освітлених розжаренням теплом, виділеним через синтез водню біля його ядра. Але перш ніж наше Сонце набуло форми, речовину довелося зібрати разом з міжзоряного середовища (ISM) і ущільнити у досить малій області простору, щоб пройти критичний баланс між подальшою конденсацією та стабільністю. Щоб це відбулося, необхідно було подолати делікатний баланс між внутрішнім тиском, що чинився зовні, і гравітаційним впливом, що рухається всередину.
У 1947 році Гарвардський астроном спостереження Барт Ян Бок оголосив результат багаторічного вивчення важливої підмножини холодних газів і пилу, часто пов’язаних із розширеною туманністю. Бок припустив, що певні ізольовані і чіткі кулі, що затемнюють фонове світло в просторі, насправді є свідченням важливого попереднього етапу утворення протозоряних дисків, що призводять до народження таких зірок, як наше Сонце.
Після оголошення Бока з'явилося багато фізичних моделей, які пояснюють, як кулі Бока можуть прийти до формування зірок. Зазвичай такі моделі починаються з уявлення про те, що матерія збирається в регіонах простору, де міжзоряне середовище особливо щільне (у вигляді туманності), холодне і піддається тиску випромінювання сусідніх зірок. У якийсь момент достатня кількість речовини може конденсуватися у досить малій області, що гравітація долає тиск газу та підказки балансу на користь утворення зірок.
Згідно з доповіддю «Обстеження інфрачервоного візуалізації глобул Бока: структура щільності», опубліковане 10 червня 2005 р. Ріо Кандорі та команда з чотирнадцяти інших дослідників «припускають, що майже критична сфера Боннера-Еберта характеризує критичну щільність беззіркових кульок».
Концепція сфери Боннера-Еберта бере свій початок із ідеї, що в ідеалізованому хмарі газу та пилу може існувати співвідношення сил. Вважається, що така сфера має постійну внутрішню щільність при збереженні рівноваги між експансіонарним тиском, спричиненим газами заданої температури та щільності, і гравітаційним впливом її загальної маси за допомогою будь-якого тиску газу або випромінювання, що чиниться від сусідніх зірок. Цей критичний стан стосується діаметра сфери, її загальної маси та величини тиску, що створюється прихованим теплом всередині неї.
Більшість астрономів припускають, що модель Боннера-Еберта - або якась її варіація - в кінцевому підсумку виявиться точною при описі точки, коли певна куля Бока перетинає лінію, щоб стати протозоряним диском. Сьогодні Ріо Кандорі та ін зібрали достатньо доказів з різних кульок Бока, щоб наголосити, що це поняття правильне.
Команда почала з вибору десяти кульок Бока для спостереження на основі малого видимого розміру, майже круглої форми, відстані від сусідньої туманності, близькості до Землі (менше 1700 LYs) та доступності до приладів збору інфрачервоного та радіохвильового зв'язку, розташованих і в північній, і в південній півкулях. З переліку майже 250 таких глобул були включені лише ті, що відповідають вищевказаним критеріям. Серед тих, хто відібрав, лише один показав свідчення про протозвездочний диск. Цей один диск отримав форму точкового джерела інфрачервоного світла, виявленого під час всебічного обстеження, проведеного IRAS (інфрачервоний супутник астрономії - спільний проект США, Великобританії та Нідерландів). Всі десять глобул були розташовані в багатих зірками та туманністю районах Чумацького Шляху.
Після того, як були обрані кульки-кандидати Бок, команда піддала кожну з них батарею спостережень, розроблену для визначення їх маси, щільності, температури, розміру, а якщо можливо, кількості тиску, що чинять на них МСМ та сусіднє зоряне світло. Одне важливе врахування полягало в тому, щоб зрозуміти, чи існують будь-які зміни щільності по всьому світу. Наявність рівномірного тиску є особливо важливою, коли йдеться про визначення, яка з різноманітних теоретичних моделей найкраще відображена на основі самих модулів.
За допомогою наземного приладу (1,4-метровий IRSF в Південноафриканській астрономічній обсерваторії) у 2002 та 2003 рр. Від кожної глобули було зібрано ближнє інфрачервоне світло у трьох різних діапазонах (J, H та K) до величини 17 плюс. Потім зображення були інтегровані та порівняні зі світлом, що походить із фонової зорі. Ці дані були піддані декільком методам аналізу, що дозволило команді вивести щільність газу та пилу по кожній кулі до рівня роздільної здатності, підтримуваної умовами бачення (приблизно одна дуга в секунду). Ця робота в основному визначила, що кожна куля демонструвала рівномірний градієнт щільності на основі прогнозованого тривимірного розподілу. Модель сфери Боннера-Еберта виглядала як дуже гарна відповідність.
Команда також спостерігала за кожною глобулою, використовуючи 45-метровий радіотелескоп Радіообсерваторії Нобеяма в Мінамісаку, Нагано, Японія. Ідея тут полягала в тому, щоб зібрати конкретні радіочастоти, пов'язані із збудженими N2H + та C18O. Переглядаючи величину розмитості на цих частотах, команда змогла визначити внутрішню температуру кожної глобули, яка поряд із щільністю газу може бути використана для наближення внутрішнього тиску до кожної глобули.
Зібравши дані, піддавши їх аналізу та оцінивши результати, команда «виявила, що більше половини беззоряних кульок (7 із 11 джерел) розташовані поблизу критичного стану (Боннер-Еберт). Таким чином, ми припускаємо, що майже критична сфера Боннера-Еберта характеризує типову структуру щільності беззіркових кульок ». Крім того, команда визначила, що три кулі Бока (Coalsack II, CB87 & Lynds 498) стабільні і явно не перебувають у процесі формування зірки, чотири (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 & CB 184) розташовані поблизу стійкої Bonner- Еберт, але схильний до формування зірок на основі цієї моделі. Нарешті, шість інших (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) чітко рухаються до гравітаційного колапсу. Ці шість "зірок у процесі створення" включають глобули CB 188 та Barnard 335, які, як відомо, мають протозоряні диски.
У будь-який відносно безхмарний день не потрібно багато способів інструментації, щоб довести, що одна дуже унікальна і важлива «Бук глобул», яка існувала близько 5 мільярдів років тому, зуміла нахилити ваги і стати зіркою у створенні. Наше Сонце є вогнестійким доказом того, що матерія - коли вона буде достатньо згущена - може почати процес, який призводить до деяких надзвичайних нових можливостей.
Автор Джефф Барбур
