Τα μεγάλα άστρα μοιάζουν να τροφοδοτούνται από τη σκόνη

Πηγή: PhysicsWeb, 31 Αυγούστου 2005

Τα τεράστια αστέρια σχηματίζονται μέσω της "σίτισης" τους από έναν περιβάλλοντα δίσκο σκόνης και αερίου -- ή δημιουργούνται όταν ενώνονται δύο μικρότερα αστέρια; Δύο ανεξάρτητες ομάδες αστρονόμων έχουν βρει τώρα νέα στοιχεία που συμφωνούν με το πρώτο σενάριο, που δίνει επίσης τον τρόπο με τον οποίο τα μικρά αστέρια, όπως ο ήλιός μας, διαμορφώνονται. Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν ώστε να επιλυθεί η διαφωνία μεταξύ των δύο συγκρουόμενων θεωριών του σχηματισμού μεγάλων άστρων.

(Α) Ένας πυκνός, περιστρεφόμενος κεντρικός δίσκος σκόνης και αερίου και μια ιδιαίτερα παράλληλης δέσμης υπερηχητικής εκροής, είναι το χαρακτηριστικό του μοντέλου προσαύξησης για το  σχηματισμό υψηλής μάζας αστεριών. Επίσης, περιστρέφεται ένας δίσκος αερίου διαμορφώνοντας ένα δακτύλιο γύρω από το δίσκο.

(Β) Στο εναλλακτικό μοντέλο συγχώνευσης, πολλά αστέρια (συμπεριλαμβανομένων και των δυαδικών συστημάτων) βρίσκονται στο κέντρο του μεσαίου νέφους, μερικά από τα οποία συγκρούονται και συγχωνεύονται για να διαμορφώσουν τα υψηλής μάζας αστέρια. Οι μεμονωμένες εκροές και οι αστρικοί άνεμοι από τα μεγάλα αστέρια συνδυάζονται για να δώσουν μια μεγάλη, μη παράλληλη ροή έξω από το σύστημα. Οι κλίμακες είναι περίπου 1,5 έτη φωτός στο Α και 15 έτη φωτός στο Β.

Τα μεγάλης μάζας αστέρια -- αυτά που έχουν 8 φορές περισσότερη από τη μάζα του ήλιου -- είναι σχετικά σπάνια, αλλά είναι σημαντικά επειδή δημιουργούν τα βαριά στοιχεία (πάνω από τον άνθρακα) μέσω της διαδικασίας της πυρηνοσύνθεσης. Εντούτοις, η δημιουργία τους δεν γίνεται τόσο κατανοητή όσο τα μικρότερα αστέρια. Επιπλέον, είναι δύσκολο να παρατηρηθούν επειδή είναι γενικά πολύ πιο μακριά μας από τα χαμηλής μάζας αστέρια, πάνω από 7.000 έτη φωτός από τη γη. Υπάρχουν όμως δύο εξαιρέσεις, ο Ωρίωνας  (1.500 έτη φωτός μακριά) και ο Κηφεύς Α -- που είναι περίπου 2.400 έτη φωτός από τη γη

Αυτήν την περίοδο υπάρχουν δύο αντίπαλες θεωρίες για το πως διαμορφώνονται τα τεράστια αστέρια. Η πρώτη -- είναι της προσαύξησης -- είναι μια μεγάλης κλίμακας έκδοση αυτού που συμβαίνει, όταν σχηματίζονται μικρά αστέρια και περιλαμβάνει τη βαρυτική κατάρρευση ενός πυκνού νέφους αερίου και σκόνης.

Η δεύτερη εμφανίζεται όταν συγκρούονται και συγχωνεύονται άστρα με μικρότερη μάζα μέσα σε περιοχές σχηματισμού άστρων. Μερικοί αστρονόμοι είναι απρόθυμοι να πιστέψουν το σενάριο προσαύξησης επειδή η έντονη πίεση της ακτινοβολίας, που δημιουργείται από τα μεγαλύτερα αστέρια, πρέπει να σταματήσει την εισροή νέου υλικού, επομένως πρέπει να μπει ένα ανώτερο όριο δημιουργίας ενός άστρου με αυτόν τον τρόπο. Ένα άλλο επιχείρημα υπέρ της συγχώνευσης είναι το γεγονός ότι τα νέα υψηλής μάζας αστέρια βρίσκονται συχνά σε πολύ πυκνές συστάδες αστεριών.

Χρησιμοποιώντας οκτώ ραδιοτηλεσκόπια στη Χαβάη, ο Nimesh Patel του Κέντρου για την Αστροφυσική του Χάρβαρντ μαζί με συνάδελφους του έχει παρατηρήσει ένα πρωτοαστέρι υψηλής μάζας (το HW2) στην περιοχή Κηφεύς Α που έχει περίπου 15 φορές τη μάζα του ήλιου. Ανακάλυψαν δε στο εγγύς υπέρυθρο έναν περιστρεφόμενο δίσκο σκόνης και αερίου, ο οποίος ο ίδιος είναι αρκετά ογκώδης -- περίπου μία έως οκτώ φορές τη μάζα του ήλιου.

Εν τω μεταξύ, μια ομάδα που καθοδηγείται από τον Zhibo Jiang του Παρατηρητηρίου Purple Mountain στο Nanjing της Κίνας, έχει ανακαλύψει μια παρόμοια δομή δίσκων γύρω από το αντικείμενο Becklin-Neugebauer -- ένα άστρο που είναι επτά φορές πιο μεγάλο από τον ήλιο μας. 

Και οι δύο ομάδες προγραμματίζουν τώρα να κάνουν κι άλλες παρατηρήσεις για να δουν εάν αστέρια που είναι πιο μεγάλα μπορούν επίσης να διαμορφωθούν κατ' αυτόν τον τρόπο.