Carina sütunlarının içinde ne var? Devasa önyıldızlar ve yeni oluşan gezegenler

Yıldız oluşturan bulutsular yoğun yerlerdir. Ne yazık ki gaz ve toz bulutları genellikle eylemi gizler. Böyle bir bölgedeki tozu kesmek için gökbilimcilerden oluşan bir ekip Atacama Büyük Milimetre Dizisi’ni (ALMA) kullandı. Carina Bulutsusu’nun Sütunları’nın içine baktılar ve bu ünlü yıldız doğum odasındaki nesnelerden yayılan moleküler akışları (veya jetleri) incelediler.

Doktora Meksika’daki Instituto de Radioastronomía y Astrophysíca’dan öğrenci Geovanni Cortes-Rangel, Meksika ve Japonya’dan diğer ekip üyeleriyle birlikte bu sütunların içindeki hareket hakkında daha fazla bilgi edinmek istedi. Bu sütunlarda ve onları çevreleyen bulutsuda pek çok şey oluyor. Öncelikle bölgeye bir çift büyük yıldız kümesi hakimdir. Trumpler 14 ve Trumpler 16, büyük miktarda iyonlaştırıcı ultraviyole radyasyon yayan düzinelerce sıcak, genç O-tipi yıldız içerir.

Bu radyasyon nebulanın yakın bölgelerini aydınlatıyor ve tozlu sütunları aydınlatıp şekillendiriyor. Bu da önyıldızların, onların öngezegen disklerinin ve jetlerin varlığının ortaya çıkmasına yardımcı oluyor. Yıldız doğumu aktivitesi ve bulutun UV radyasyonu nedeniyle foto ayrışması arasında, bu kesinlikle aşırı bir ortamdır. Ancak bu radyasyon sayesinde gökbilimciler yeni doğan yıldızlara ve disklere odaklanarak tozlu perdenin arkasında neler olduğunu anlayabiliyorlar.

Sütunlardaki parlak kaynakların takibi

Ekibin çalışmalarının sonucu, yeni oluşan yıldızların etrafındaki yıldız çevresi disklerin kütlelerini ortaya koyuyor. Ayrıca ilgili moleküler akışların veya jetlerin boyutunu da ölçebildiler. Ekip, bu jetlerin kaynaklarının düşük veya orta kütleli önyıldızlar olduğu sonucuna vardı. Bebek yıldızlar oluştukça, içeriye düşen materyal ısınır ve önyıldızın dönme ekseni boyunca iki kutuplu bir akışla dışarı atılır. Jetler sonunda yıldız doğum kreşindeki gaz ve tozun içine giriyor. Çarpışmalar bulutsulardaki gazları harekete geçirir ve onların yanmasına neden olur. Bu jetler saatte yüzbinlerce kilometreye kadar çok hızlı hareket ediyor.

Gökbilimciler, önyıldızlarla ilişkili heyecanlı gaz ve toz bulutlarına Herbig-Haro Nesneleri adını veriyor. Bunlar, yeni doğan yıldızlar sayesinde var olan daha büyük bulutsuların içindeki parlak bulutsulardır. Adlarını, onları ilk kez detaylı bir şekilde inceleyen George Herbig ve Guillermo Haro’dan alıyorlar. Esas itibariyle yıldızların doğuş sürecinin bir parçasıdırlar.

Carina sütunlarındaki bebek yıldızlar, bölgedeki diğer kızılötesi ve milimetre altı ölçümlerde de ortaya çıktı. Bazı durumlarda, birden fazla şüpheli ön yıldız, ek jet aktivitesiyle ilişkilendirilir. Sonuç olarak, bu yıldızların doğduğu bölge, gaz ve toz bulutları arasında gizlenmiş yeni doğmuş yıldızlarla dolu, hareketli bir yer gibi görünüyor. Cortes-Rangel ve arkadaşları, gömülü Herbig-Haro Nesneleri ile ilişkili kaynaklara bakarak altı Carina sütununu ayrıntılı olarak incelediler. Sonuçları şöyle oldu gönderildi -e arXiv ön baskı sunucusu.

Carina’daki Herbig-Haro nesnelerini anlama

ALMA verilerinde ekip, milimetre dalga boyunda radyasyon yayan birkaç kompakt kaynak buldu. Bunlar Herbig-Haro nesneleri HH 666, HH 1004, HH 1006, HH 1010 ve HH 1066’dır. Ayrıca nesnelerle ilişkili karbon monoksit çıkışlarını da tespit ettiler. Bu HH nesnelerinin etkisi oldukça yoğundur. Örneğin, HH 666’nın jetleri kaynaktan en az 10 ışıkyılı uzaklıkta uzanıyor. Fıskiyelerin kendileri bükülmüş gibi görünüyor ve çevredeki nebulaya çarptıklarında büyük yay şokları yaratıyorlar.

HH 666 muhtemelen bu nesnelerin en bilinenidir. Oldukça iyi bilinmektedir ve görünür ve kızılötesi ışığın yanı sıra milimetre dalga boylarında da gözlemlenmiştir. Muhtemelen kapsamlı optik jetin kaynağı olan bir ön yıldız içerir. Araştırmalar için Gelişmiş Kamerayı kullanan Hubble Uzay Teleskobu gözlemleri, jetin boyutunu ortaya çıkardı ve ana sütununun içinde neyin saklı olduğunu ortaya çıkardı.

Sütunlardaki çıkışları neden incelemeliyiz?

Bu gözlem dizisinin ardındaki fikir (buna dayanan önceki iş Cortes-Rangel ve diğerleri tarafından) sütunların içindeki karmaşık faaliyetleri anlamaktır. Bu nedenle ekip, HH nesnelerini, onların “heyecan verici kaynaklarını” (örneğin jetleri) ve yıldız çevresi disklerini ortaya çıkarmak için ALMA’yı kullanmaya başladı. Veriler onlara sütunların içindeki fiziksel koşullara içeriden bir bakış sağladı ve sert radyasyon ortamının bebek yıldızların evrimini ve olası gezegen oluşumlarını nasıl etkilediğini görmelerine olanak sağladı.

Bebek yıldızların çıkışları sütunlarda boşluklar yaratıyor. Ekip, bu ve diğer gözlemlerden yola çıkarak, bu fotobuharlaşma eyleminin sütunları 100.000 ila bir milyon yıl gibi kısa bir sürede yok edebileceğini tahmin ediyor. Sütunlar gittiğinde, içeride yeni oluşan yıldızların etrafındaki yıldızlararası diskler Trumpler kümelerinden gelen radyasyona maruz kalacak. Radyasyon onları şekillendirirken büyük olasılıkla oldukça kısa bir sürede proto-gezegen disklerine (Orion’da görülenler gibi) dönüşecekler.

Peki ya gezegen oluşumu?

Gezegenler yıldızların etrafındaki disklerin ve proto-gezegen disklerinin içinde oluştuğuna göre başka bir soru ortaya çıkıyor: Bu ortam gezegen oluşumunu nasıl etkiler? Cortes-Rangel’in ekibi aynı zamanda hedeflenen bu yıldız doğum yuvalarında gezegen oluşumu olasılıklarını da inceledi.

Sütunların çevresinde gezegen oluşumunun mümkün olabileceğini buldular. Bunun nedeni, yeni oluşan yıldızların etrafındaki disklerin ışıkla buharlaşması dikkate alındığında bile, gezegenleri oluşturmaya yetecek kadar toz kütlesinin kalmış olabilmesidir. Geriye kalan malzemenin 0,01 ile 0,7 güneş kütlesi arasındaki değerlerini hesapladılar. Bu kadar malzeme yeterli ve ekip, bölgede gezegenlerin oluşmuş ya da aktif olarak oluşmakta olduğunu öne sürüyor. Gelecekteki gözlemler bu bebek dünyalar için daha fazla kanıt bulabilir.

Bu ölçümler, milimetrik dalga boyu ölçümlerini kullanarak galaksideki diğer yoğun yıldız doğum bölgelerini incelemek için bir kılavuz sağlar. ALMA, yıldız doğumuna eşlik eden gaz ve toz bulutlarını “yarmak” için mükemmel bir konuma sahiptir. Bu çalışmanın gösterdiği gibi, bu aynı zamanda gökbilimcilerin yeni yıldızların ve gezegenlerin oluşumuna eşlik eden fiziksel koşullara daha fazla kısıtlama getirmesine de olanak tanıyor.