Superbańka N44: gwiazdy niszczą obłok, by stworzyć warunki dla następnych

Najnowszy obraz NASA i ESA z 3 września pokazuje, że Mgławica N44 nie jest tylko efektownym obiektem na niebie. To kosmiczne laboratorium, w którym działalność masywnych gwiazd najpierw rozprasza gaz, a potem może przygotowywać grunt pod narodziny kolejnych gwiazd.

N44, formalnie LHA 120-N44, leży w Wielkim Obłoku Magellana — galaktyce satelitarnej Drogi Mlecznej — około 160 tys. lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Złotej Ryby. 1

Olbrzymia jama pośród gazu i pyłu

Najbardziej wyrazistym elementem mgławicy jest centralna, rozległa pustka otoczona gęstą i zapyloną powłoką. Ta superbańka ma około 210 × 140 lat świetlnych.

Jej źródłem nie jest pojedyncza gwiazda. Masywne gwiazdy w centrum wyrzucały gaz ze swojego otoczenia za sprawą silnych wiatrów gwiazdowych, a później także eksplozji supernowych. Energia tych procesów wymio­tła pierwotny gaz, ale jednocześnie zgromadziła go w jasnej, gęstej otoczce wokół powstałej jamy. 1

Właśnie dlatego astronomowie mówią o „superbańce”: jest to ogromna wnęka w materii międzygwiazdowej, ukształtowana wspólnym oddziaływaniem wielu masywnych gwiazd.

Czy starsze gwiazdy uruchomiły powstawanie młodszych?

Gdy gaz zostaje sprasowany w powłoce, jego gęstość rośnie. To zwiększa szansę, że pod własnym ciężarem zacznie się zapadać, tworząc nowe gwiazdy. W N44 gwiazdy rzeczywiście formują się w materiale nagromadzonym na obrzeżach superbańki. 1

Badacze stwierdzili różnicę wieku sięgającą około 5 mln lat między gwiazdami wewnątrz superbańki a tymi przy jej krawędzi. Taki układ jest zgodny ze scenariuszem sekwencyjnym: starsza populacja centralna oczyściła przestrzeń, sprężyła gaz na obrzeżach, a później w tej powłoce zaczęły powstawać młodsze gwiazdy. To ważna wskazówka przemawiająca za tak zwanym wyzwolonym powstawaniem gwiazd, nie zaś dowód, że w ten sposób narodziła się każda młoda gwiazda na obrzeżu. 1

Niemal pół miliona gwiazd w jednym przeglądzie

Dane wykorzystane na obrazie pochodzą z programu obserwacyjnego Hubble’a nr 14689, prowadzonego przez Dimitriosa Gouliermisa. Przegląd objął niemal 500 tys. gwiazd w N44 i jej otoczeniu. Wśród nich było blisko 30 tys. gwiazd przed ciągiem głównym — młodych obiektów, które nie rozpoczęły jeszcze syntezy wodoru w hel w swoich jądrach. 1

Tak duża próbka pozwala porównywać w jednym połączonym kompleksie gwiazdy na różnych etapach rozwoju. Astronomowie mogą dzięki temu lepiej śledzić odstęp czasu między sprężeniem zimnego gazu a pojawieniem się młodych gwiazd.

N44F: mniejsza bańka, inny mechanizm skali

N44 obejmuje również mniejszą strukturę oznaczoną jako N44F, widoczną w górnej prawej części obrazu. Powstała ona wskutek wiatru gwiazdowego pojedynczej gorącej i masywnej gwiazdy. 1

To czytelne porównanie dwóch skal oddziaływania: N44F pokazuje, jak lokalne otoczenie może rzeźbić jedna potężna gwiazda, podczas gdy wielka centralna superbańka N44 jest skutkiem łącznego działania gromady gwiazd i supernowych.

Dlaczego N44 jest tak cenna dla astronomów

Cały kompleks N44 rozciąga się na około 1000 lat świetlnych. Wypełniają go świecący wodór, ciemne pasma pyłu, masywne gwiazdy i populacje gwiazd w różnym wieku. Znajdują się tam także wyjątkowo gorące obszary intensywnego gwiazdotwórstwa. 1

Wielki Obłok Magellana ma mniejszą niż Droga Mleczna zawartość pierwiastków cięższych od helu — astronomowie określają to jako niską metaliczność. Pod pewnymi względami przypomina to warunki występujące w młodszych galaktykach wczesnego Wszechświata. N44 daje więc możliwość badania blisko Ziemi tego, jak formowanie gwiazd i oddziaływanie masywnych gwiazd przebiegają w takim środowisku. 1

Najważniejszy wniosek z tego obrazu jest cykliczny: masywne gwiazdy mogą zakończyć jeden etap życia mgławicy, oczyszczając ją z gazu, a równocześnie stworzyć w zagęszczonej powłoce warunki sprzyjające kolejnemu pokoleniu gwiazd.