Näited Boki gloobulitest. Kujutise krediit: SAAO. Pilt suuremalt.
Meie Päike on olnud peaaegu viis miljardit aastat. Läbi suurema osa oma ajaloost on Päike ilmunud üsna palju sellisena, nagu ta tänapäeval on - hiiglaslik kiirgava gaasi ja tolmu sfäär, mis süttib vesiniku ühtesulamise kaudu tuuma lähedal hõõguvaks. Kuid enne, kui meie Päike tekkis, tuli aine eraldada tähtedevahelisest keskkonnast (ISM) ja tihendada piisavalt väikeses ruumi piirkonnas, et edasise kondenseerumise ja stabiilsuse vahel liikuda kriitilises tasakaalus. Selle saavutamiseks tuli ületada õrn tasakaal välise sisemise rõhu ja sissepoole liikuva gravitatsioonilise mõju vahel.
1947. aastal teatas Harvardi vaatlusastronoom Bart Jan Bok aastatepikkuse uuringu tulemustest, mis käsitlevad olulist külmade gaaside ja tolmu alamhulka, mis on sageli seotud pikaajalise hägususega. Bok leidis, et teatud isoleeritud ja eristatavad gloobused, mis varjavad taustvalgust kosmoses, olid tõestuseks protostellsete ketaste moodustumise olulisest eluetapist, mis viis selliste tähtede nagu meie päike sündi.
Pärast Boki teadaannet ilmusid paljud füüsilised mudelid, et selgitada, kuidas Boki gloobulid võivad tähte moodustada. Tavaliselt algavad sellised mudelid mõttest, et mateeria tuleb kokku kosmosepiirkondades, kus tähtedevaheline keskkond on eriti tihe (hägususe vormis), külm ja allutatud naabertähtede kiirgusrõhule. Mõnel hetkel võib piisavalt ainet kondenseeruda piisavalt väikeseks piirkonnaks, kus gravitatsioon ületab gaasirõhu ja tasakaalu näpunäited tähtede moodustamiseks.
10. juunil 2005 avaldatud artikli "Bok-gloobulite infrapunapildi uuring: tiheduse struktuur" kohaselt võib Ryo Kandori ja neljateistkümne teise uurija meeskond "arvata, et peaaegu kriitiline Bonner-Ebert-sfäär iseloomustab tähtedeta gloobulite kriitilist tihedust."
Bonner-Eberti sfääri idee pärineb ideest, et idealiseeritud gaasi- ja tolmupilves võib eksisteerida jõudude tasakaal. Sellisel kerel on püsiv sisemine tihedus, säilitades samal ajal tasakaalu etteantud temperatuuri ja tihedusega gaaside põhjustatud paisumisrõhu ja selle kogumassi gravitatsioonilise mõju vahel, mida abistab naabertähtedest tulenev gaasi- või kiirgusrõhk. See kriitiline olek on seotud kera läbimõõdu, selle kogumassi ja latentse kuumuse tekitatud rõhu suurusega selles.
Enamik astronoome on oletanud, et Bonner-Eberti mudel või mõni selle variatsioon osutub lõpuks täpseks, kui kirjeldatakse punkti, kus konkreetne Boki gloobul ületab joone, et saada protostellaarne ketas. Täna on Ryo Kandori jt kogunud mitmesugustest Boki gloobulitest piisavalt tõendeid, et kindlalt väita, et see mõte on õige.
Meeskond valis vaatluseks kümme Bok-gloobulit, mis põhinevad väikesel näivsuurusel, ümmarguse kuju, kauguse naabruses olevast hägususest, Maa lähedusest (vähem kui 1700 LY-d) ning ligipääsu läheduses asuvatele infrapuna- ja raadiolaineid koguvatele seadmetele nii põhja- kui ka lõunapoolkeral. Ligi 250 sellise gloobuse nimekirjast lisati ainult need, kes vastasid ülaltoodud kriteeriumidele. Valitute hulgast näitas ainult üks protostellaarset ketast. See üks ketas oli infrapunavalgust punktallikana tuvastatud IRASi (Infrared Astronomy Satellite - USA, Suurbritannia ja Hollandi ühisprojekt) läbi viidud taevavaatluse käigus. Kõik kümme maakera asusid Linnutee tähe- ja udukujulises rikastes piirkondades.
Kui kandidaadi Boki gloobulid olid valitud, viis meeskond igaüks neist vaatluspaketiga, mille eesmärk oli määrata nende mass, tihedus, temperatuur, suurus ja võimaluse korral ISM-i ja naabruses asuva tähevalguse poolt neile avaldatav rõhk. Üks oluline kaalutlus oli mõte, kas tiheduse muutused kogu maakeral on erinevad. Ühtlase rõhu olemasolu on eriti oluline, kui on vaja otsustada, milline mitmesugustest teoreetilistest mudelitest vastab kõige paremini moodulite enda ülesehitusele.
Maapealse instrumendi (Lõuna-Aafrika Astronoomilise Vaatluskeskuse 1,4-meetrise IRSF-i) abil koguti igast gloobulist suurusjärku 17 pluss kolmes erinevas sagedusalas (J, H, & K) infrapunakiirgust. Seejärel pildid integreeriti ja võrreldi tausttähe piirkonnast pärineva valgusega. Nende andmete suhtes rakendati mitmeid analüüsimeetodeid, mis võimaldasid meeskonnal tuletada gaasi ja tolmu tihedus igas gloobulis kuni eraldusvõime tasemeni, mida näitasid tingimused (umbes üks kaarsekund). See töö määras põhimõtteliselt kindlaks, et igal gloobulil oli ühtlane tiheduse gradient, lähtudes selle kavandatud kolmemõõtmelisest jaotusest. Bonner-Ebert sfäärimudel nägi välja väga hea vaste.
Samuti vaatas meeskond igat gloobulit, kasutades Jaapanis Naganos asuvas Minamisakus asuva Nobeyama raadioseirekeskuse 45-meetrist raadioteleskoopi. Idee oli koguda ergastatud N2H + ja C18O-ga seotud raadiosagedusi. Vaadates nende sageduste hägususe hulka, suutis meeskond kindlaks määrata iga gloobuli sisetemperatuuri, mida saab koos gaasi tihedusega kasutada ka iga gloobuli sisemise gaasirõhu ligikaudseks määramiseks.
Pärast andmete kogumist, nende analüüsimist ja tulemuste kvantitatiivset määramist leidis meeskond, et enam kui pooled tähtedeta gloobused (seitse 11-st allikast) asuvad (Bonner-Ebert) kriitilise oleku lähedal. Seega pakume, et peaaegu kriitiline Bonner-Eberti sfäär iseloomustab tähtedeta gloobulite tüüpilist tihedusstruktuuri. " Lisaks leidis meeskond, et kolm Boki gloobulit (Coalsack II, CB87 ja Lynds 498) on stabiilsed ja ei ole selgelt tähtede moodustumise protsessis. Stabiilse Bonneri lähedal on neli (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 ja CB 184) valmis - Eberti olek, kuid kaldub selle mudeli põhjal tähtede moodustamise poole. Lõpuks liiguvad ülejäänud kuus (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) selgelt gravitatsiooni kokkuvarisemise poole. Nende kuue "tähe valmistamisel" on gloobulid CB 188 ja Barnard 335, millel juba teadaolevalt on protostellaarsed kettad.
Ühel suhteliselt pilvitul päeval ei vaja see palju mõõteriistade kasutamist, et tõestada, et umbes 5 miljardit aastat tagasi eksisteerinud väga ainulaadne ja oluline „Boki gloobul“ suutis kaalud kallutada ja nende tegemise täheks saada. Meie päike on tuline tõend selle kohta, et mateeria - kui see on piisavalt kondenseerunud - võib alata protsessi, mis toob kaasa uusi erakordseid võimalusi.
Kirjutanud Jeff Barbour
