Ortak bir ekip, büyük yıldız oluşumunun gizemine ışık tutan yeni gözlemsel kanıtlar ortaya koydu. Yunnan Üniversitesi, Çin Bilimler Akademisi Şangay Astronomi Gözlemevi ve Şili Üniversitesi, diğer yerli ve uluslararası kurumlarla birlikte araştırmacılar bulgularını yayınladılar. Astrofizik Dergi Ek Serisi.
Yıldızlar, çekirdek yoğunlukların 10⁶ cm⁻³’yi aşabileceği evrendeki yoğun moleküler bulut kümelerinde doğar. Bu yoğun çekirdekler, güneşin kütlesinin sekiz katından fazla olan yüksek kütleli yıldızların oluşumu için tohum görevi görür. Bununla birlikte, bireysel yıldız oluşturan çekirdek tohumlara parçalanmanın ne kadar büyük kümelerinin tam olarak anlaşılamaması.
Bu bulmacayı ele almak için, araştırmacılar dünyanın en güçlü milimetre interferometrik teleskopunu, ATACAMA Büyük Millimetre/Subsillimeter Dizi (ALMA), bulut parçalanmasının temel bir özelliğini incelemek için kullandılar – yoğun çekirdekler arasındaki boşluğu. Alma’yı kullanarak, 1.3 milimetrelik bir dalga boyunda 139 kızılötesi parlak, büyük protostellar kümeler gözlemlediler. Yüksek çözünürlüklü araştırmaları, bitişik çekirdekler arasındaki ortalama aralığın termal kot parçalanma teorisinin öngördüğünden yaklaşık beş kat daha küçük olduğunu gösteren yaklaşık 1.600 yoğun çekirdek tanımladı.
Başka bir deyişle, yoğun çekirdeklerin kümeler içindeki dağılımı çok kompakttır, bu da yerçekiminin parçalanma sürecine baskın olduğunu gösterir. Bu yeni gözlemler, termal kot parçalanmasının kümelenmiş yüksek kütleli yıldız oluşumunda baskın mekanizma olduğu fikrini güçlü bir şekilde desteklemektedir.
Araştırmacılar, yoğun çekirdeklerin kompakt dağılımı için iki olası açıklama sundular. Biri, bulut kümesi içinde çok seviyeli parçalanmayı içeren “Rus yuvalama bebeklerine” benziyor; Diğeri, doğum kümesinin dinamik evrimini içerir, yeni oluşturulan çekirdekler zamanla giderek kalabalıklaşır. Bu iki olasılığın daha fazla gözlemsel olarak doğrulanması, mevcut teorik yıldız oluşum modelleri için temel kısıtlamalar sağlayabilir.
Büyük yıldız oluşturan tohumları aramak-‘büyüme yolunda’ önemli bir karar
Çalışmanın bir diğer vurguları, yüksek kütleli yıldız oluşturan tohumların aranmasıdır-büyük yıldızsız çekirdekler. Büyük (en azından 16 güneş kütlesini aşan), son derece yoğun (> 10⁶ cm⁻³) ve henüz herhangi bir yıldız oluşum aktivitesine başlamamış olmaları gerekiyordu. Bu tür çekirdekler, yüksek kütleli yıldızların oluşum yolunu belirlemek için kritik kriterler olarak işlev görür. Örneğin, hakim “türbülanslı çekirdek birikimi” modeli, yüksek kütleli yıldızların, yerçekimi çöküşü ve çevre malzemenin hızlı bir şekilde birikmesi yoluyla önceden var olan, izole edilmiş yıldızsız çekirdeklerden oluştuğunu öne sürer.
Buna karşılık, yaygın olarak tartışılan “rekabetçi birikim” modeli, yüksek kütleli yıldızların, gazlı malzeme için rekabetçi birikme yoluyla “büyük olanlara” büyüyen düşük kütleli çekirdeklerden oluşan bir kümeden kaynaklandığını göstermektedir.
Tespit edilen yaklaşık 1.600 yoğun çekirdekten araştırmacılar sadece iki büyük aday tanımladılar (yaklaşık 17-21 güneş kitlesi, yaklaşık 5.000 astronomik birim yarıçapı). Her ikisi de yoğun, kompakt yapılara sahiptir ve sadece hafif iç moleküler çizgi emisyonları gösterir ve çıkışlar gibi bilinen yıldız oluşum aktivitelerinin belirtisi göstermez.
Yüksek kütleli yıldız oluşturan tohum çekirdeklerinin kıtlığı, yüksek kütleli yıldızların çoğunun, “rekabetçi birikme” modelini desteklemek için güçlü yeni gözlemsel kanıtlar sağlayarak yoğun rekabet ve sürekli malzemenin birikmesi yoluyla düşük kütleli çekirdekler kümesinden büyüdüğünü göstermektedir.
Bu çalışma, yüksek kütleli yıldızların nasıl ortaya çıktığına dair zorlayıcı kanıtlar sunarak, evrendeki yıldız fidanlıkları anlayışımızı geliştirmektedir.
