Exemple de globule Bok. Credit imagine: SAAO. Faceți clic pentru a mări.
Soarele nostru este în jur de aproape cinci miliarde de ani. De-a lungul majorității istoriei sale, Soarele a apărut cam așa cum o face astăzi - o sferă vastă de gaz radiant și praf luminat până la incandescență prin căldura eliberată prin fuziunea de hidrogen în apropierea miezului său. Dar înainte ca Soarele nostru să se formeze, materia trebuia extrasă din mediul interstelar (ISM) și compactată într-o regiune suficient de mică de spațiu pentru a trece un echilibru critic între condensarea suplimentară și stabilitate. Pentru ca acest lucru să se întâmple, a trebuit să fie depășit un echilibru delicat între presiunea internă exercitată în exterior și influența gravitațională în mișcare spre interior.
În 1947, astronomul observațional Harvard, Bart Jan Bok, a anunțat rezultatul unor ani de studiu a unui subset important de gaze reci și praf asociate deseori cu nebulozitate extinsă. Bok a sugerat că anumite globule izolate și distincte care obscurează lumina de fundal în spațiu erau de fapt dovezi ale unei etape preliminare importante în formarea discurilor protostelare care duce la nașterea unor stele precum soarele nostru.
Ulterior anunțului lui Bok, au apărut multe modele fizice care explică modul în care globulele Bok ar putea veni să formeze stele. În mod obișnuit, astfel de modele încep cu ideea că materia se reunește în regiunile spațiului în care mediul interstelar este deosebit de dens (sub formă de nebulozitate), rece și supus presiunii de radiație din partea stelelor vecine. La un moment dat, destulă materie se poate condensa într-o regiune suficient de mică încât gravitația depășește presiunea gazului și vârfurile de echilibru în favoarea formării stelelor.
Conform documentului „Near Infrared Imaging Survey of Bok Globules: Density Structure”, publicat la 10 iunie 2005, Ryo Kandori și o echipă de alți paisprezece investigatori „sugerează că o sferă Bonner-Ebert aproape critică caracterizează densitatea critică a globulelor fără stele.”
Conceptul de sferă Bonner-Ebert are la bază ideea că un echilibru de forțe poate exista în cadrul unui nor idealizat de gaz și praf. O astfel de sferă are o densitate internă constantă menținând echilibrul între presiunea expansivă cauzată de gazele unei temperaturi și densități date și influența gravitațională a masei sale totale asistată de orice presiune de gaz sau radiație exercitată de stelele vecine. Această stare critică se referă la diametrul sferei, la masa totală a acesteia și la cantitatea de presiune generată de căldura latentă din ea.
Majoritatea astronomilor au presupus că modelul Bonner-Ebert - sau unele variații ale acestuia - s-ar dovedi în cele din urmă exacte în descrierea punctului în care un anumit globul Bok traversează linia pentru a deveni un disc protostelar. Astăzi, Ryo Kandori și colab. Au adunat suficiente dovezi de la o varietate de globule Bok pentru a sugera cu tărie că această noțiune este corectă.
Echipa a început prin selectarea a zece globule Bok pentru observație pe baza dimensiunilor aparente mici, a formei aproape circulare, a distanței de nebulositatea vecină, a apropierii de Pământ (la mai puțin de 1700 LYs) și a accesibilității la instrumente de colectare a undelor radio în infraroșu și aproape. atât în emisferele nordice cât și în cele sudice. Dintr-o listă de aproape 250 de astfel de globule, au fost incluse doar cele care îndeplinesc criteriile de mai sus. Dintre cei selectați, doar unul a prezentat dovezi ale unui disc protostelar. Acest disc a luat forma unei surse punctuale de lumină infraroșie detectată în timpul unui sondaj de toate cerurile efectuat de IRAS (Infrared Astronomy Satellite - un proiect comun al SUA, Marea Britanie și Olanda). Toate cele zece globule au fost localizate în regiuni bogate în stele și nebulozitate din Calea Lactee.
După ce au fost selectate globulele Bok candidate, echipa a supus fiecare dintre ele la o baterie de observații concepute pentru a determina masa, densitatea, temperatura, dimensiunea lor și, dacă este posibil, cantitatea de presiune aplicată asupra lor de către ISM și lumina stelelor vecine. O considerație importantă a fost aceea de a avea sens dacă există variații ale densității pe glob. Prezența presiunii uniforme este deosebit de importantă când vine vorba de a determina care dintre o varietate de modele teoretice cel mai bine mapate cu constituirea modulelor în sine.
Folosind un instrument bazat pe sol (IRSF de 1,4 metri la Observatorul Astronomic din Africa de Sud) în 2002 și 2003, s-a colectat lumină aproape infraroșu în trei benzi diferite (J, H și & K) de la fiecare globulă la magnitudinea 17 plus. Imaginile au fost apoi integrate și comparate cu lumina provenită din regiunea stelelor de fundal. Aceste date au fost supuse mai multor metode de analiză pentru a permite echipei să obțină densitatea gazului și a prafului pe fiecare globulă până la nivelul de rezoluție susținut de condițiile de vedere (aproximativ un arc de secundă). Această lucrare a determinat practic că fiecare globulă arăta un gradient de densitate uniform pe baza distribuției sale tridimensionale proiectate. Modelul sferei Bonner-Ebert arăta ca un meci foarte bun.
Echipa a observat de asemenea fiecare globulă folosind telescopul radio de 45 de metri al Observatorului Radio Nobeyama din Minamisaku, Nagano, Japonia. Ideea de aici a fost să colectăm frecvențe radio specifice asociate cu N2H + și C18O excitați. Analizând cantitatea de estompare din aceste frecvențe, echipa a putut determina temperatura internă a fiecărui glob, care, împreună cu densitatea gazului, pot fi utilizate pentru a aproxima presiunea gazului intern la fiecare globulă.
După adunarea datelor, supunerea lor la analiză și cuantificarea rezultatelor, echipa „a constatat că mai mult de jumătate din globulele fără stele (7 din 11 surse) sunt situate în apropierea stării critice (Bonner-Ebert). Astfel, sugeram că o sferă Bonner-Ebert aproape critică caracterizează structura tipică de densitate a globulelor fără stele. " În plus, echipa a stabilit că trei globule Bok (Coalsack II, CB87 și Lynds 498) sunt stabile și, în mod clar, nu sunt în proces de formare a stelelor, patru (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 și CB 184) sunt în poziție în apropiere de stabilul Bonner- Ebert afirmă, dar care tinde spre formarea stelelor pe baza acelui model. În cele din urmă, cele șase (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) se îndreaptă clar spre colapsul gravitației. Aceste șase „stele în devenire” includ globulele CB 188 și Barnard 335 deja cunoscute pentru a deține discuri protostelare.
În orice zi relativ înnorată, nu este nevoie de instrumente pentru a dovedi că un „globule Bok” foarte unic și important, existent în urmă cu aproximativ 5 miliarde de ani, a reușit să dea vârf în cântare și să devină o vedetă în realizare. Soarele nostru este o dovadă de foc că materia - odată condensată corespunzător - poate începe un proces care duce la unele posibilități extraordinare noi.
Scris de Jeff Barbour
