Vyzerá to tak, že naše predstavy o tom, ako sa formujú hviezdy neboli celkom správne. Nová štúdia publikovaná na predtlačovom serveri arXiv a prijatá žurnálom The Astrophysical Journal naznačuje, že procesy, o ktorých sme sa domnievali, že potláčajú a zastavujú rast hviezd, nemajú taký efekt, ako by sme očakávali. O téme informoval portál Sciencealert.

Proces formovania hviezd

Ako píše NASA na svojom webe, Mliečna dráha je tvorená najmenej 200 miliardami hviezd. Podrobnosti o tom, ako sa formovali však stále zostávajú zahalené rúškom tajomstva. Keďže zrodenie hviezdy je dlhodobý proces, naše modely o formovaní sú založené na pozorovaniach rôznych hviezd a hviezdnych oblastí v rozličných fázach svojho formovania.

Pohľad na molekulárny komplex Orion. Červená farba predstavuje vodík. R. B. Andreo, DeepSkyColors.com; Data Overlay: NASA, ESA, STScI, N. Habel and S. T. Megeath (University of Toledo)

Tieto údaje možno považovať za akési kusy skladačky, ktoré je potrebné následne spojiť a vystavať. Náš model formovania hviezd znie teda asi tak, že hviezdy vznikajú zrútením sa obrovských chladných plynných mračien plných vodíka. Jednotlivé molekuly tohto mračna na seba pôsobia gravitačnou silou, čo má za následok ich vzájomné priťahovanie a pohyb. Ak sú tieto molekulárne zhluky dostatočne husté, vplyvom gravitácie dôjde ich zrúteniu a vytvoreniu protohviezdy.

Protohviezda je veľmi mladá hviezda, ktorá ešte stále zo svojho materského molekulárneho mračna zhromažďuje okolitý materiál. Avšak iba asi 30 % okolitého materiálu, respektíve počiatočnej hmotnosti mraku končí vo hviezde.

Postupom času, ako hviezda rastie, začína v jej okolí dochádzať k prúdeniu silného hviezdneho vetra, ktorý odfukuje okolitý materiál. Okrem toho materiál padajúci do hviezdy začína interagovať s magnetickými pólami hviezdy a prúdi pozdĺž línie magnetického poľa až k samotným pólom, odkiaľ je vyvrhovaný do priestoru vo forme plazmy.

Kombináciou týchto dvoch síl, vzniká mechanizmus známy ako „hviezdna spätná väzba“ (stellar feedback). Ten doslova vyreže „dutinu“ do molekulárneho mračna okolo hviezdy, čím sa napokon zastaví rast a stanoví sa konečná hmotnosť hviezdy. Aspoň takto nejak sme si to až doteraz predstavovali.

Všetko je inak

Výsledky štúdie založenej na množstve údajov zozbieraných medzi rokmi 2008 – 2017 vesmírnymi teleskopmi Hubble a Spitzer však naznačujú niečo úplne iné. Presnejšie vedci študovali až 304 protohviezd nachádzajúcich sa v našej najbližšej oblasti formovania hviezd, známej ako molekulárny komplex Orión.

Cieľom pozorovaní bolo zistiť, či skutočne vyššie uvedené procesy dokážu zastaviť prítok plynu / padanie materiálu do hviezdy a tým zastaviť jej rast. Na prekvapenie všetkých sa ukázalo, že k rastu „dutín“ vyrezaných do molekulárneho oblaku nedochádza úmerne s rastom hviezdy. K zväčšovaniu tejto „dutiny“, respektíve prázdneho miesta v molekulárnom obleku okolo hviezdy by malo dochádzať pravidelne – čím väčšia  / staršia je hviezda tým väčšia „dutina“ by mala byť v jej okolí.

Pozorovania molekulárneho komplexu Orión však ukázali, že k žiadnemu takémuto deju nedošlo a tieto „dutiny“ nezačali rásť až pokým nebol všetka hmota vytlačená. Výsledky teda naznačujú, že k zbavovaniu okolitého plynu dochádza úplne iným spôsobom než sme si doteraz mysleli.

Celý výskum prebiehal spôsobom, že vedci najskôr roztriedil protohviezdy podľa veku na základe ich jasu. Následne pozorovali „dutiny“ v blízkom infračervenom svetle pomocou Hubblovho teleskopu a jeho spektrometra a infračervenej kamery. Nástroje na Hubblovom vesmírnom teleskope ukázali ako sa svetlo formujúcej sa hviezdy odrážalo od okrajov „dutín“, čo astronómom umožnilo zmapovať ich veľkosti.

Výsledkom celej štúdie bol najväčší katalóg protohviezd a ich „dutín“ v molekulárnych mračnách, ktorý ukázal, že staršie protohviezdy nemajú okolo seba väčšie „dutiny“ ako ich mladší príbuzní, čo je v rozpore so súčasnými predstavami o zastavení rastu hviezd.

Hoci je stále možné, že hviezdy vietor a odtok materiálu zohrávajú pri formovaní určitú úlohu, ich rola zrejme nie je taká dominantná ako sme si mysleli.