KOSMICKÝ DALEKOHLED ZÍSKAL VELKOLEPÝ POHLED NA ZROZENÍ "STATNÝCH" HVĚZD

Donna Weaver, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD, (Phone: 410-338-4493)
Nolan Walborn, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD (Phone: 410-338-4915)

Snímky v infračerveném a viditelném světle, které získal Kosmický teleskop NASA jasně zachycují příběh zrození hmotných hvězd.

Obrázky ukazují mohutné vyzařování a odletující vysoko rychlostní materiál od "statných" dospělých hvězd, nacházející se ve středu mlhoviny 30 Doradus. Tento proces je spouštěcím mechanismem pro zdrod nových hvězd v jejich okolí. Podobně jako jejich dospělí příbuzní, vytváří i tyto hvězdy ve svém prostředí všechny druhy zkázy. Hvězdy zrozené ve sloupcích plynu a prachu prchají ze svého rodiště, podobně jako materiál vyletuje do oblohy. např. z aktivní sopky.

Jety materiálu proudící od jiné rodící se hvězdy naráží do okolního prachu a plynu. V opačném směru toto způsobuje, že pohybující se látka se rozžhavuje.
Vše se odehrává relativně blízko Země, jen 170000 sv. let od nás ve Velkém Magellanově mračně, což je satelitní galaxie naší Galaxie.

Tato kosmická dětská školka je největší laboratoří pro studium detailů, týkajících se zrození a vývoje "statných" hvězd a vícenásobných hvězdných systémů.
"Oblast je větší a obsahuje hmotnější hvězdy než jakýkoli jiný objekt v naší galaxii," říká astronom Nolan R. Walborn z Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.

"Je to vlastně největší mlhovina v celé lokální skupině galaxií. A my objekty ve Velkém Magellanově mračně můžeme velmi dobře pozorovat, protože jejich světlo nestíní mezihvězdný prach, který velmi překáží při studiu objektů v naší Galaxii."

Kromě toho, je to dostatečně blízko k tomu, abychom mohli detailně studovat velkými teleskopy jednotlivé hvězdy a plynové struktury v jejich okolí.

"Proto, 30 Doradus nám dává model i pro vysvětlování větších zrodů hvězd ve vzdálenějších galaxiích, které ani současné největší teleskopy nemohou rozlišit.
Kosmický dalekohled HST při snímkování 30 Doradus ukázal charakteristiky zrodu hmotných hvězd, které jsme nikdy před tím tak zřetelně neviděli."

Tvůrce těchto mohutných kosmických sil je R136, dva miliony let stará centrální hvězdokupa sestávající z hmotných hvězd. Tito "tloušťíci" mezi hvězdami mají teploty desetkrát vyšší než jsou na Slunci a jejich hmota je vůči Slunci stonásobná. Takové hvězdy vyzařují obrovské množství energie a to od ultrafialového záření až po vysoce rychlostní plyn.

Do prostoru vyvrhují rychlostí tisíců km/s obrovské bubliny materiálu, které naráží do okolních hustých mračen, většinou studeného molekulárního vodíku. Některé z těchto mračen zkolabují a zapálí se v nich jiskra zrodu druhé generace hvězd. Stáří většiny těchto nových hvězd je méně než milion let.

Astronomové ještě nestanovili, kolik prchajících hvězd sídlí v 30 Doradus, ale jejich počet odhadují na tisíce, což je významný zlomek původní generace hvězd. Všechny z těchto hvězd jsou namačkány do 600 sv. let široké mlhoviny.

Ultrafialové světlo, které horké hvězdy kolem R136 vyzařují, dodává energii mračnům plynu, které pak osvětlují okolní oblast a odhalují bouřlivou aktivitu v okolí.

Snímky této oblasti pořídily Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2), Near Infrared Camera a Multi-Object Spectrometer (NICMOS). Záběry ukazují nesmírná mračna prachu. U několika z nich se tvořící pilíře 5 až 10 sv. let vysoké, obří kosmické inkubátory, kde se tvoří mladé hvězdy a vícenásobné systémy.

Vše je podobné jako u sloupů v Orlí mlhovině, tam jsou tyto sloupy orientovány směrem ke svítivé centrální hvězdokupě a zdá se, že obrovské vyzařování této hvězdokupy zapříčiňuje vznik nových hvězd..

Záření, vycházející z některých hvězd začalo rozrušovat jejich rodné sloupce prachu; a jak se hvězdy z těchto sloupců vynořují, je možné pozorovat na snímcích ve viditelném světle. Jiné hvězdy jsou stále celé zahalené ve svých hvězdných inkubátorech. Tyto nově vznikající hvězdy je možné rozeznat pouze na infračervených snímcích a mnohé z nich bychom předtím nikdy nespatřily. Astronomové se podle celkové jasnosti nových hvězd domnívají, že mnoho z nich je velmi hmotných. Ostatní nové hvězdy vyvrhují proudy jetů materiálu do okolních mraků prachu a plynu a tím je rozžhavují. Tyto jety naznačují, u hvězd existují rotační disky materiálu, který je obklopuje. Disky tvarují a zaměřují do prostoru jety.

"Pozorování bipolárního výtrysku z hmotné nově vznikající hvězdy naznačuje, že akreční disky jsou hlavním faktorem při vzniku "statných" hvězd, právě tak jako byly základním faktorem v době tvorby nízko hmotných hvězd v sousedství našeho Slunce," vysvětluje Dr. Walborn.

Vlna rodících se hvězd se bude dále přesouvat dál a dál od mlhoviny. Během několika milionů let se kolem 30 Doradus utvoří obří obálka horkého, zářícího vodíku, na jejímž okraji bude většina hmotných hvězd. Střed 30 Doradus bude ovšem slábnout: hmotné hvězdy v centrální kupě (R136) mají krátký život, takže ty vymizí a zůstanou tam pouze nízko hmotné hvězdy.

Snímky z přístroje WFPC2 byly pořízeny v r. 1994 astronomy John Traugerem z NASA's Jet Propulsion Laboratory a Jamesem Westphalem z California Institute of Technology, oba z Pasadena, Calif. Walborn and Rodolfo Barba' of the La Plata Observatory, La Plata, Argentina. Autoři využili snímky oblasti ve viditelné oblasti spolu se snímky s nízkým rozlišením v infračerveném světle získanými na pozemských observatořích k výzkumu hlubokých, prachových struktur. Použita byla také infračervená kamera na HST NICMOS. Snímky z NICMOS byly pořízeny v únoru a březnu r. 1998.

Pro výzkum procesů týkajících se zrodu hvězd jsou ideální infračervené vlnové délky, které mohou nahlédnout do hustých prachových mračen, jež viditelné světlo zcela pohlcují. Delší vlnové délky infračerveného záření pronikají do prachu snadněji a mohou astronomy informovat o tom, co se děje v jejich nitrech. Kombinace viditelných a infračervených snímků stejné oblasti je často pro tyto studie velmi užitečné, protože se zřetelně zobrazí všechny rozdíly.
 

Montáž mlhoviny 30 Doradus

Tento snímek byl pořízen ve viditelném světle přístrojem na Hubble Space Telescope, Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). Představuje důkladný pohled na mlhovinu 30 Doradus. Jiný přístroj na HST - Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) poskytuje hlubší pohled do menších oblastí v této mlhovině, do oblastí, kde se bouřlivě rodí nové hmotné hvězdy. Montáž snímků v levém horním rohu představuje hlubší pohled. Každý čtverec montáže měří 15.5 sv. let (19 obl. vteřin).

Zářivá hvězdokupa R136, která se nachází uprostřed snímku, obsahuje tucty velmi hmotných hvězd. Pohledy v infračerveném a viditelném světle ukazují několik prachových pilířů, které míří směrem k R136, k některým jasným hvězdám na jejich koncích.

Jeden z nich, vlevo na snímku ve viditelném světle, se podobá pěsti s nataženým ukazováčkem mířícím přímo na R136. Mohutné vyzařování materiálu o vysoké rychlosti z hmotných hvězd v R136 dává pilířům tvar a způsobuje, že některé z čelních kolabují a vznikají v nich nové hvězdy. Infračervená montáž v horní levé části je vzhledem k okolnímu snímku zvětšena.

Kredity na NICMOS montáže: NASA/Nolan Walborn (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.) a Rodolfo Barba' (La Plata Observatory, La Plata, Argentina).

Kredity na WFPC2 snímky: NASA/John Trauger (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.) a James Westphal (California Institute of Technology, Pasadena, Calif.).

Tyto dva pohledy zachycují vysoce aktivní oblast, kde se rodí hvězdy. Oblast se nachází severovýchodně od centrální hvězdokupy R136 v 30 Doradus. Orientace a měřítko jsou o obou záběrů stejné.

Horní snímek je složen ze snímků ve dvou barvách, které pořídila kamera na Hubble Space Telescope - Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). Spodní záběr je složen ze snímků pořízených ve třech infračervených filtrech přístrojem na HST Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS). Na originálech v obou případech barvy představují korelaci se skutečnými barvami hvězd v mlhovině.

Na infračerveném snímku je šipkami označeno sedm velmi mladých objektů. Číslo 1 je nově zrozená kompaktní hvězdokupa, ve které dominuje trojhvězdný systém "statných" hvězd. Vznikla v horní části velkého prachového pilíře mířícího směrem na R136. Energetický proud od R136 pilíř tvaruje, spouští kolaps v mračně a na vrcholu se tvoří nové hvězdy. Záření a proud látky z těchto nových hvězd stáčí jejich pohyb k vrcholu pilíře, proto hvězdy stejně dobře vidíme i na snímku ve viditelném světle.

Čísla 2 a 3 také míří na nově narozené hvězdy nebo hvězdné systémy, nacházející se uvnitř přilehlého, na okraji jasného pilíře, rovněž orientovaného směrem k R136. Tyto objekty jsou stále ponořeny do svého rodného prachu a na snímku ve viditelném světle je vidíme jen jako velmi slabé červené tečky. Na infračerveném snímku k nejjasnějším objektům, ale na snímcích jejich světlo stíní prach. Proto čísla 2, 3 a 1 odpovídají dvěma po sobě následujícím stavům ve fázi zrodu hmotných hvězd. Číslo 4 je velmi červená hvězda, která právě vznikla v rámci jednoho z několika sousedních velmi kompaktních prachových mračen.

Číslo 5 je další velmi mladý trojhvězdný systém, který je obklopen hvězdokupou slabších hvězd. Ty, jsou dobře vidět na záběru ve viditelném světle. Nejpozoruhodnější jsou žhavé skvrny, označené 6 a 7, jež astronomové vysvětlují jako "impaktní body" od jetů materiálu narážejícího do okolních prachových mračen. Tyto "impaktní body" jsou naprosto dokonale na druhé straně zarovnány číslem 5 (trojhvězdný systém) a každý z nich je od hvězdného systému oddělen vzdáleností asi 5 sv. let. Jety pravděpodobně pochází od cirkumstelárního disku, který obklopuje mladou hvězdu pod číslem 5. Ten může rotovat proti směru hodinových ručiček, a tím vznikají na okolním prachu pohybující se svítivé skvrny, podobně jako světlomet vytváří jasné skvrny na mracích.

Kredity pro snímky NICMOS: NASA/Nolan Walborn (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.) a Rodolfo Barba' (La Plata Observatory, La Plata, Argentina)

Kredity pro WFPC2e: NASA/John Trauger (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.) a James Westphal (California Institute of Technology, Pasadena, Calif.)

(podle informací StSci PRC 99-33 z 29. 9. 1999 přeložil DH)