Jak se rodí hvězdy? Naprosto nádherně. Podívej se sám.

Jak Se Rodi Hvezdy Naprosto Nadherne Podivej Se Sam

Jak se rodí hvězdy?

Po tisíciletích přemýšlení jsou astronomové nyní schopni na tuto otázku alespoň do značné míry odpovědět. Ve vesmíru se hroutí obrovská oblaka plynu a prachu a vytvářejí se shluky hustšího materiálu, které se pak srážejí rychleji a jejich vlastní gravitace je stlačuje, dokud nemohou ve svých jádrech zapálit jadernou fúzi.



Zrodila se hvězda.

Ale stále existují a hodně otázek, které je třeba zodpovědět, hromady podrobností, které je třeba vyplnit. A nejen detaily, ale také velké otázky. Doslova.

Takže 90 astronomů z 30 institucí po celém světě vytvořilo tým pozorovat blízké galaxie pomocí některých z nejlepších teleskopů planety . Tyto galaxie jsou nám dost blízko na to, abychom v nich mohli vidět jednotlivé hvězdotvorné oblasti, ale také dost daleko na to, abychom mohli vidět celou galaxii současně a získat tak přehled o tomto procesu.

Proces, který je nejen složitý, ale také neuvěřitelně krásný.

Philip Plait Bad Astronomy FANGSPřiblížit

NGC 4303, čelní spirální galaxie vzdálená asi 53 milionů světelných let od Země, viditelná ve viditelném světle (modrá) a milimetrových vlnových délkách (oranžová) ukazující aktivní oblasti vzniku hvězd. Kredit: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/FANGY

Projekt se jmenuje FANGS , pro Fyzika s vysokým úhlovým rozlišením v blízkých Galaxiích . Doslova se snažíme podrobně porozumět fyzice zrodu hvězd v blízkých galaxiích a hluboce do nich nahlédnout s velmi ostrým viděním.

Rozsah tohoto projektu je obrovský . Prohlížejí si téměř stovku galaxií a mapují je sto tisíc jednotlivé hvězdotvorné mlhoviny. To je neuvěřitelné.

Zde hrají hlavní roli dva teleskopy. Jedním je DUŠE , Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, sbírka desítek pokrmů v Chile. Ty se dívají na světlo s vlnovou délkou kolem milimetru (mnohem delší než viditelné světlo, jaké vidíme), které je emitováno studeným plynem. Například kysličník uhelnatý vyzařuje právě na této vlnové délce a běžně se nachází v hustých plynových mracích, kde bezprostředně probíhá nebo probíhá tvorba hvězd.

Philip Plait Bad Astronomy FANGSPřiblížit

Galaxie NGC 1300 vzdálená zhruba 61 milionů světelných let ukazuje vznik hvězd (oranžový) v malém prstenci kolem jádra a ve spirálních ramenech, ale ne v baru, dlouhé oblasti ve tvaru kosočtverce kolem jeho středu. Kredit: ESO/FANGS

Ten druhý je velmi velký dalekohled , sada čtyř 8,2metrových monster také v Chile. Použitý fotoaparát se nazývá MUSE, pro Multi Unit Spectroscopic Explorer . Chce to spektra, rozbití přicházejícího světla do tisíců jednotlivých barev , které lze analyzovat za účelem stanovení množství informací o objektu: jeho elementárního složení (jako vodík, kyslík, síra atd.), množství elementů, teploty, hustoty a mnoho dalšího.

Kombinace ALMA a VLT/MUSE umožňuje astronomům zkoumat zrod hvězdy podrobněji a ve větším měřítku, než jaké bylo kdy dosaženo.

Philip Plait Bad Astronomy FANGSPřiblížit

Pět blízkých spirálních galaxií (ve směru hodinových ručiček zleva nahoře: NGC 1300, NGC 1087, NGC 3627, NGC 4254 a NGC 4303) pozorovaných projektem PHANGS za účelem pozorování vzniku hvězd. Zlaté oblasti jsou místem, kde se aktivně rodí hvězdy. Kredit: ESO/FANGS

Krása těchto obrázků je ohromující. Spirální galaxie - v podstatě obrovské ploché disky se spirálovými vzory - mají tendenci vytvářet spoustu hvězd, takže je astronomové zaměřili. Navíc vybrali takové, které byly víceméně tváří v tvář, takže se minimalizovalo prohlížení disku; tímto způsobem jsou plynová mračna snadno viditelná a lze je zkoumat ve vysokém rozlišení bez rušení. Toto je v podstatě kontrolní seznam pro vytváření intenzivně nádherných obrázků.

Věda, kterou hledají, je hluboká. Hodně rozumíme tomu, jak hvězdy vznikají, ale stále nerozumíme věcem, jako je proces vůbec zahájen; co přesně spouští kolaps chladného plynového oblaku? Střetává se s dalším mrakem, kosmickým výbuchem, který oba drtí tak, že do sebe zapadají a začínají dělat hvězdy? Jaké jsou mezikroky? Jsou všude v galaxii stejní?

Dávají hvězdy přednost tomu, aby se rodily v blízkosti center galaxií, nebo dál? Někde mezi? Tvoří se snadněji na vnitřní křivce spirálního ramene nebo na vnější straně? Záleží na velikosti oblaku plynu? Dělají některé mlhoviny snadno hmotnější hvězdy, hvězdy určené k výbuchu jako supernovy? Na tyto otázky máme nějaké obecné odpovědi, ale chceme podrobnosti .

Philip Plait Bad Astronomy FANGSPřiblížit

NGC 4254 je spirální galaxie vzdálená 50 milionů světelných let od Země. Zažívá zvýšenou rychlost tvorby hvězd, na tomto obrázku viděnou jako (oranžové) oblasti pozorované ALMA v milimetrových vlnových délkách ukazujících studený plyn. Kredit: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/FANGY

A když už jsme u toho, hvězdy po svém narození hluboce ovlivňují jejich rodiště. Vyzařují rychlé větry subatomárních částic a intenzivní ultrafialové světlo, které pohlcuje plyn a prach kolem nich, vyřezávají obrovské dutiny a ovlivňují způsob, jakým se rodí jiné hvězdy. Také nakonec explodují a můžete se vsadit, že to ovlivňuje věci. Supernova je děsivá událost, uvolní za několik týdnů tolik energie, kolik Slunce během svého života .

Odpovědi na tyto otázky lze nalézt pouze při pohledu na to, co se v těchto galaxiích děje v malém i velkém měřítku, a k tomu je PHANGS určen. V roce 2019 došlo k předčasnému zveřejnění výsledků ALMA a letos ještě úplnější. Tato nová verze obsahuje data MUSE, která jsou obrovská: 15 milionů spekter 30 000 mlhovin, poklad astronomických dat, které se budou těžit po mnoho let ve snaze o toto porozumění.

Nejen to, ale mnoho z těchto galaxií bylo nebo bude zmapováno Hubbleovým vesmírným teleskopem, který poskytuje ještě vyšší rozlišení, a projekt bude pokračovat vesmírným teleskopem Jamese Webba, který by měl být vypuštěn do roka. Získá snímky a spektra těchto galaxií s extrémně vysokým rozlišením v infračerveném spektru, čímž k datům přidá další část elektromagnetického spektra.

Miluji to. Jsem velkým fanouškem ambiciózních, rozsáhlých astronomických průzkumů, které se provádějí za konkrétním účelem, ale které také komunitě poskytují rozsáhlou a hlubokou databázi pozorování, které lze použít pro celou řadu dalších projektů, z nichž mnohé mají útočiště ' ani se mi to nesnilo. Ale když nějaký mladý astronom přemýšlí o něčem skvělém, co by mohl prozkoumat, tato data budou čekat.

A nemohu si pomoci: Miluji, když věda a umění jdou ruku v ruce tímto způsobem. Vědci jsou lidé a my lapáme po dechu a jsme ohromeni krásou, kterou vidíme v nebesích. Takováto pozorování prohloubí naše znalosti o vesmíru kolem nás a pomohou nám odpovědět na velké otázky, například Jak jsme se sem dostali?

A jsou také jen vážně krásní a úžasní.

Ve vědě je krása, stejně jako je věda v umění. Jsou to dvě strany stejné mince.

umění vědyPřiblížit

Moje slova, superponovaná na ohromující astrofotografii Rogelio Bernal Andreo. Kredit: Rogelio Bernal Andreo / Phil Plait